CNC Mechanical Optimization

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Multi-axis NC Machining 优化方法复杂表面处理过程参数说明书

6th International Conference on Electronics, Mechanics, Culture and Medicine (EMCM 2015) Optimization Method of Process Parameters for Multi-axis NC Machiningof Complex SurfacesMei TianCollege of Mechanical Engineering, Jilin Engineering Normal UniversityNo. 3050 Kaixuan Road Kuancheng District, 130052 Changchun China***************Keywords: Complex surface; Multi-axis; Numerical Control (NC) machining; PrecisionAbstract. In the process of actual machining, there are many factors that can affect the precision of multi-axis machining of complex surface, such as process parameters, tool path, programming errors and so on. This paper proposes a new method—adaptive error compensation algorithms by combining the adaptive control method with the programming error control. This method, based on the theory of analytic geometry, is applied to modeling for controlling the precision of the multi-axis NC machining of complex surface, and combines some examples to obtain the ratio of processing time and the machining precision before and after the improvement.IntroductionIn today's society, the application of complex surface in the fields of aviation, automobile, shipbuilding, mold, toy and shoe making industry has become more and more widely.[1] So people's requirements of the machining precision is also getting higher and higher. In the traditional processing methods, different processes need to be processed on different equipment, multi axis machining can save this step, in the process of saving time and improve processing efficiency and processing accuracy.Influencing Factors of Multi Axis NC Machining Error of Complex SurfaceMulti-axis NC Milling Error Causes. CNC machining process is actually the process of interpolation, that is, the curve of the need to be processed into a lot of small parts, and then use the basic line to fit the curve or surface to be processed. Before processing, according to the geometric information and process information on parts of the drawings to prepare the corresponding procedures. Will process the input of NC machine tool, by the numerical control device control machine tool main movement speed, start, stop, the feed movement of the direction, velocity and displacement, as well as the tool to choose the exchange and the workpiece clamping and cooling and lubricating switches etc.[2]When machining surface due to the different surface accuracy and processing will it is discretized into a series of plane micro, because processing surface on the vector method is changing, so cutter axis vector is constantly changing, resulting in the track of cutter contact points is different from the first discrete curve segment, and produce error.Error Accumulation in NC Machining Process. In complex surface machining process, the accuracy of generated influence factors and error sources there are many, such as process system accuracy of machine tools, machine tool motion accuracy, process system by vibration, heat deformation factors, CNC programming technology, types of tools, cutting tolerance and spacing, knife and retreat knife, knife, etc.And the error accumulation to a certain extent, it will seriously affect the surface quality of the parts to be processed, so, we should find ways to reduce the cumulative error, until the accuracy requirements are met.Error modeling and analysis is the main technical means to achieve this purpose.[3]Adaptive Error Compensation Method and Its AlgorithmCompensation Method. The key to realize the error compensation is the linear combination of the data parser to the interpolation data and the error data.[4] Numerical control device according to the input of the parts of the program information, between the starting point and end point curve segment is described by spatial data closely, thus forming the contour, for complex shape, if the direct generation algorithm will become very complex, and the amount of work a computer will be great.[5] The interpolation errors produced in the multi axis NC machining are nonlinear. There are many ways to reduce the error, such as the linear encryption method, the adaptive method of tool location and so on. In order to make the errors in the machining process within the allowable tolerance range, the knife site adaptive compensation method is adopted to make the cutter location close to the complex.Compensation Algorithm. Error compensation is to create a new error to offset the original error of the current problem. [6]Taking the five axis NC milling machine of A and B as an example, the rotation axis is analyzed and calculated, and the method is applied to the following compensation algorithm.In Fig. 1, the ()00,w w u p and ()11,w w u p are located adjacent to the cutter location data, corresponding to the ()00,w w u p of each linkage control axis motion position is ()00000,,,,B A Z Y X , corresponding to the ()11,w w u p movement position respectively is ()11111,,,,B A Z Y X , then each axis movement is:()()()()()()()()()()()10010010010010010≤≤⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-+=-+=-+=-+=-+=t B B t B t B A A t A t A Z Z t Z t Z Y Y t Y t Y X X t X t X (1)When the machine tool to do interpolation movement, the locus of the tool locus p is ()t p w : []()()()()()[][]Tt t w T w p t B t A t Z t Y t X Q t p 1,,,,,1),(,⋅= (2) Programming linear ()t p wL direction vector()()0101/w w w w p p p p a --= (3)Then, the distance of any point on the ()t p w to ()t p w is ()t ε:()()()()[]{}a a p t p p t p t w w w w ⋅⋅-+-=00ε (4)()t εof t derivative, obtained the maximum error max ε. If than allowed value, you need to insert a new cutter location in the knife two sites at the midpoint, and then in accordance with the method of calculation, error checking whether within the allowed range, if it is still not in the range, and then insert the new cutter location until it reaches accuracy requirements.[7]F ig. 1 Nonlinear error sampleModeling of Multi Axis NC Machining Precision of Complex SurfaceGeometric Model of Spiral Cutting Edge of Ball end Mill.[8] The ball end milling cutter is developed on the basis of the end milling cutter, which is mainly used to process the surface of the mold cavity and the other forming surface.[9]Coordinates of orthogonal helical surface equations:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=πϕϕθϕθπϕϕϕ2/sin sin cos sin 2/sin cos P R R P R R z y x r c c (5) Formula of coordinate system for spherical equation:()()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=θϕθϕθθϕϕcos 1sin sin cos sin cos 1sin cos R R R R R R z y x r c c (6) In the formula, R is the radius of the ball of the milling cutter; θ is cutting edge point and center line and cutter axis angle; ϕ is the helix lag angle; P is a spiral surface guide; c R is the distance between the cutting edge and the tool axis.The equations (5) and (6) are obtained simultaneously.()πϕθ2cos 1P R =- (7) Because PR πβ2tan 0=, then: ()θβϕcos 1tan 0-= (8)The edge line equation of the ball end mill is obtained()()()()()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=θθβθθβθcos 1cos 1tan sin sin cos 1tan cos sin 00R R R z y x r (9) Application ExamplesIn order to compare the changes in the size of the workpiece machining error before and after adaptive compensation, do two sets of experiments. Section of the design surface is a sine curve, tool path planning, determine the cutting parameters. In the first set of experiments using CAXAFig. 3 2D cutter head Fig. 2 Ball end milling cutterManufacturing Engineer in the automatic generation of NC code and in the second set of experiments using error compensation to rewrite the NC code, taking the mouse as an example to get the precision ratio of the optimization.Tabel 1Accuracy comparison of partsMaximum deviation +0.162/-1.040 +0.144/-0.087Minimum deviation +0.053/-0.045 +0.050/-0.029standard deviation 0.100 0.052Figure5.Tool path diagramIn this paper, the influence factors of complex surface NC machining errors are analyzed, including the influence of programming errors on machining accuracy. In addition, the characteristic of NC machining process system and the precision of the numerical control system are also important factors that affect the machining accuracy. [10]The data in the table show that the algorithm proposed in this paper is feasible and effective.References[1]Y.J. Chen and X.T. Chen: Modular Machine Tool & Automatic ManufacturingTechnique,(2013) No.3,p96. (In Chinese)[2]J.K. Yang: Management and technology of small and medium sizedenterprises,(2014)No.06,p.248.(In Chinese)[3]Q. Huang and C.J. Gao: China Mechanical Engineering, Vol. 25 (2014) No.7, p.857.[4]K. Ren, W.H. Chen, J. Pan, H.G. Chen and S.D. Lin: Journal of Mechanical Engineering, Vol.46 (2010) No.15, p.155. (In Chinese)[5] C.H. Yu: Occupation, (2013) No.26, p.248.(In Chinese)[6]J.G. Yang, Y.Q. Ren, W.B. Zhu, M.L. Huang and Z.H. Pan: Chinese Journal of MechanicalEngineering, Vol. 39 (2003) No.3, p.81. (In Chinese)[7].F. Ji, L.S. Zhou, L.L. An and C. Zhang: Journal of Chongqing University, Vol.33, p.37. (InChinese)[8] B.Yan,A.P.Xu,D.W.Zhang and T.Huang: Chinese Journal of Mechanical Engineering, (2002)No.02, p.160.(In Chinese)[9]M.Q. Sun and Z.Y. Weng: Tool technology, vol.40 (2006) No.9, p7. (In Chinese)[10]R.Q. He, S.J. Yan and Y.F. Zhou: Machine Tool & Hydraulics, (2006) No.9, p80. (In Chinese)。

定梁式数控雕刻机机械结构毕业设计

In this paper,surveys and studieshave been doneof the fixed beam CNC engraving machine CNC machine tools development at home and abroad as well as its outlook for manufacturing in the future, and the structure of the CNC machine to do the research and design optimization, the overall layout design machine main drive system design (the electric spindle or motor directly connected to the transmission structure), machine tool feed motion systems (rail and ball screw) structural design, the ball screw calculation of selection and check the bearing and motor the calculation and selection, and finally the use of CAD drawing software to draw the general assembly drawing of the machine, some parts diagram and structure diagram.
Key words:CNC engraving and milling machine；spindle；rail；ball screw

CNC机器工具动态敏感性分析——静态状态说明书

4th International Conference on Sensors, Mechatronics and Automation (ICSMA 2016) Dynamic sensitivity analysis of CNC machine tools in static stateXuchu Jiang1,a, Xinyong Mao1,b,*, Caihua Hao1,c,Huanbin He1,d, Chao Qin1,e, Bin Li1,f1School of Mechanical Science and Engineering, Huazhong University of Science andTechnology, Wuhan 430074, Chinaa*******************.cn,b*****************,c159****************,d*****************,e177****************,f*****************.cnKeyword：CNC machine tool, Operational mode, Dynamic sensitivity, Tool wear characterization Abstract This paper mainly discusses the tool condition monitoring based on dynamic sensitivity, and explores a method for characterizing tool condition characterization. Firstly, the sensitive directions and components of different orders low modes were analyzed in the static state. Modal parameters and the dominant mode are also identified. Secondly, dynamic sensitivity analysis of the tool-workpiece system is analyzed by using operational modes. For the dominant mode, the modal sensitivity is high in both static and dynamic state. Although many factors such as boundary condition change a lot in cutting conditions, the modal sensitive parts do not change. It indicates that the modal sensitivity is the basic attribute. Therefore, it is reliable to analyze the dynamic sensitivity of the tool-workpiece system by the amplitude change of the operational modes during the cutting process.IntroductionTool condition monitoring is very important for process automation. The excessive tool wear can cause the machining dimension distortion, increase the scrap rate and the production cost [1]. Tool condition monitoring has an important effect on slowing tool wear rate, workpiece surface quality control and process optimization. Tool wear monitoring has two basic methods currently, one is direct monitoring method, the other is indirect monitoring method. Most of the methods are indirect [2-4].We can use visual or optical signals to analyze the tool state in direct monitoring method. However, it is difficult to be used in the actual machining process. The most widely used monitoring signals in indirect monitoring method are acoustic emission, cutting force and vibration acceleration signals [8]. The biggest limitation is not the sensing technology but the analysis technology [9].The correlation between the change of cutting force and tool wear has been widely recognized. There are some advantages of using vibration signal to monitor the tool state, such as robustness, high reliability and fast response, which are very important for online real-time monitoring.The research of using vibration signals to carry on the tool condition monitoring is discussed in this paper. There are mainly four kinds of characteristic signals that characterize the tool wear state: natural frequency amplitude, high frequency band amplitude, tooth frequency amplitude and frequency band energy.Lim found that there was a strong correlation between tool wear and natural frequency amplitude of the tool rod [5]. Chelladurai analyzed the correlation between peak amplitude of high frequency band and tool wear [1]. Barreiro analyzed the correlation between maximum amplitude of high frequency band and tool wear [7]. Tomas analyzed the correlation between PSD energy change of tool tooth frequency and tool wear [6].The present tool wear identification methods have high correlation with the cutting parameters, the application of the identification methods is limited. So the trend of tool condition monitoring is to find a tool wear identification method which is independent of the cutting parameters.Dimla found that the tool tip wear might better characterize the tool life than the wear of tool side rack [1]. So we will mainly study the correlation between tool tip wear and vibration signals of turning tool. Change factor of tool-workpiece system in cutting process can lead to the change of low frequency operational mode of CNC machine tool structure. So we will study tool wear of turning process based on operational modal analysis (OMA) in this paper.The dynamic change of the tool-workpiece system in cutting process is studied based on OMA.A frequency domain method named op.polymax algorithm can be used to process the PSD of vibration acceleration response signals. Each order mode of CNC machine tool can be accurately determined in machining process. We analyze the change factor sensitivity of tool-workpiece system in different directions as well as each order low-frequency operational mode of different parts in continuous cutting process. This is defined as the dynamic sensitivity method. Dynamic sensitivity changes with the cutting excitation energy. And the corresponding direction’s structure dynamic sensitivity parameters will change significantly. Thus we can obtain the variation of wear. The method is significantly different from the traditional spectrum analysis.In this paper, we will use dynamic sensitivity method to study the tool condition monitoring.Experimental design of dynamic sensitivity methodFirstly, a common experimental system of impact and cutting experiments is shown in Fig.1.Fig. 1 Experimental systemThe details of the experimental system are shown in table 1.Table 1 Details of the experimental systemComponents DetailsMachine Tool CNC lathe K60LMS SCADAS Mobile SCM05 & LMS Test. Lab 10B Data acquisition andanalysis systemCutting tool Mitsubishi turning tools,type:PTGNR2525M16Workpiece 45 steelVibration responsePCB-356A15，the measurement frequency band is 5000Hz sensorSecondly, cutting a large-diameter workpiece is taken as an example to detail the cutting process system and arrangement of sensor measuring points as shown in Fig.2.Fig. 2 Schematic diagram of Process system and sensor measuring points The measuring point 1 is on the tool rod near the cutting edge. The measuring point 2 is on the X table. The measuring point 3 is on the Z table. The measuring point 4 is on the down guide and the measuring point 5 is on the spindle side.Dynamic sensitivity analysis in static stateThis section mainly analyzes the dynamic sensitivity in static state. The sensitive directions, sensitive components and dominant modes of each low frequency mode in 0-120Hz were analyzed.The low frequency modal sensitivity analysis in static state utilized the impact experiment data. We impacted the Z direction of the tool, Z direction of X table, X, Y, Z direction of Z table in the impact experiments, then obtained the FRF. Fig.3 shows the impact test in +Z direction of X table.Fig. 3 Schematic diagram of impact testThe frequency response function (FRF) of each measuring point were obtained after the impactIn Fig.4, the left ordinate represents the amplitude and the right ordinate represents the calculated model order. The red curve in the figure represents the calculated FRF. The green curve in the figure represents the modal indicating function. When the modal indicating function is close to zero, it means that the corresponding frequency is likely to be an order mode.Dynamic sensitivity analysis of the low frequency mode in static state.The sensitivity analysis is conducted mainly from the sensitivity directions, the sensitivity parts and the dominant mode. The principle of judgment is: According to t he comprehensive analysis of the FRF of different measuring points, if the mode peak exists in the certain direction regardless of different measuring points, and the amplitude is relatively large, then the mode is sensitive to this direction. With the same impact, the component with the largest FRF amplitude is considered as the sensitive part. According to this principle, the dominant mode can be determined.Fig. 5 FRF of the measuring points when impacting Z direction of X table Fig.5 shows that the amplitudes of 30Hz and 36Hz are significant, so they are both sensitive to the Z direction. The amplitude of 30Hz is the largest at the spindle measuring point, so it is sensitive to the measuring point on the spindle. The amplitude of the 36Hz is the largest at the impact point located on X table and the amplitude is the second on the spindle away from the impact point. So the 36Hz is also sensitive to the spindle. This is an interaction that takes the three-dimensional excitation of the tool tip, the structural vibration complexity as well as the transfer function between the various measuring points into account. The aim is to determine the sensitive modes of the different components.Modal Parameters and Sensitivity Summarization in Low Frequency Band of CNC Machine ToolBy analyzing the frequency steady-state diagram of each direction and each measuring point in the five impact experiments and combining with the sensitive components as well as sensitive directions of each mode, the results are summarized in Table 2.Table 2 9 orders modes and sensitivity in 0-120Hz frequency band of the CNC latheMode parameters Order Natural Frequency(Hz）Dampingratio（%）SensitivedirectionSensitivecomponentsFirst order 19.045 1.49 X spindleSecond order 30.769 1.14 Z spindleThird order 36.218 0.99 Z spindleForth order 77.391 1.85Fifth order 85.550 3.85 X toolSixth order 89.579 0.39 X toolSeventh order 105.149 0.41 X spindleTable 2 shows that 35Hz is the dominant mode of the spindle in Z direction, while 85Hz is the dominant mode of the tool in X direction and 19Hz is the dominant mode of the spindle in X direction. The dominant mode in X direction is 85 Hz, and the dominant mode in Z direction is 36 Hz.ConclusionIn static state, 85Hz of X direction is the most sensitive to the tool. In 0-120 Hz frequency band, the modal sensitive directions in the lower frequency bands 30-40 Hz are mainly Z-direction of the spindle. The modal sensitive directions in the higher frequency bands 80-90 Hz are X direction of the tool. And the lowest mode 19Hz and the highest mode 105Hz are X direction of the spindle. So the modal sensitivity has a certain regularity.The dynamic sensitivity analysis under operating conditions was carried out. Because the reasons for space is not detailed. For the dominant mode, the modal sensitivity is high in both static and dynamic state. Although many factors such as boundary condition change a lot in cutting conditions, the modal sensitive parts do not change. It indicates that the modal sensitivity is the basic attribute. Therefore, it is reliable to analyze the dynamic sensitivity of the tool-workpiece system by the amplitude change of the operational modes during the cutting process.AcknowledgementsThe research is supported by the National Natural Science Foundation of China under Grant No. 51275188 and 51375193, and the Key Projects in the National Science & Technology Pillar Program of China under Grant no. 2015ZX04005001.References[1] D.E. Dimla, P.M. Lister, On-line metal cutting tool condition monitoring. Force and vibrationanalyses, International Journal of Machine Tools and Manufacture 40 (2000) 739-768.[2]S. Purushothaman, Y.G. Srinivasa, A back-propagation algorithm applied to tool wearmonitoring, International Journal of Machine Tools and Manufacture 34 (1994) 625-631.[3]I.N. Tansel, C. Mekdeci, C. Mclaughlin, Detection of tool failure in end milling with wavelettransformations and neural networks (WT-NN), International Journal of Machine Tools and Manufacture 35 (1995) 1137-1147.[4]O. Masory, Detection of tool wear using multisensor readings defused by artificial neuralnetwork. International Society for Optics and Photonics1991, pp. 515-525.[5]S.S. Rangwala, D. Dornfeld, Integration of sensors via neural networks for detection of toolwear states, Intelligent and Integrated Manufacturing Analysis and Synthesis (1987) 109-120. [6] D.E. Dimla, Multivariate tool condition monitoring in a metal cutting operation using neuralnetworks [University of Wolverhampton1998.[7]S. Rangwala, D. Dornfeld, Sensor integration using neural networks for intelligent toolcondition monitoring, Journal of Engineering for Industry 112 (1990) 219-228.[8]K. Zhu, Y. San Wong, G.S. Hong, Wavelet analysis of sensor signals for tool conditionmonitoring: a review and some new results, International Journal of Machine Tools and Manufacture 49 (2009) 537-553.[9]P.M. Lister, On-line measurement of tool wear. 1993.。

加工中心转速和进给参数表

加工中心转速和进给参数表1. 引言在现代工业生产中，加工中心是一种重要的工具，用于精密加工各种零部件。

加工中心的性能取决于转速和进给参数的设置。

本文将探讨加工中心转速和进给参数表的制定和优化方法。

2. 加工中心的转速和进给参数2.1 加工中心转速加工中心转速是指主轴的旋转速度，通常以转/分钟（RPM）为单位。

转速的选择直接影响加工中心的加工效率和质量。

较高的转速可以加快加工速度，但也容易导致工件表面粗糙度增加和切削工具磨损加剧。

因此，在制定转速参数时需要根据具体工件的材料和要求进行合理选择。

2.2 加工中心进给参数加工中心进给参数是指刀具在加工时沿轴线方向的进给速度，通常以mm/min为单位。

进给参数的设置直接影响切削效果和工件的精度。

较高的进给速度可以提高加工效率，但也容易导致表面质量下降和工件变形。

因此，需要根据具体加工要求和材料特性综合考虑进给参数。

3. 加工中心转速和进给参数表的制定3.1 数据收集制定加工中心转速和进给参数表的第一步是收集数据。

需要了解具体工件的材料、几何形状、加工要求等信息。

同时，还需要考虑加工中心的性能和切削工具的特性。

3.2 参数优选根据收集的数据，可以进行参数优选。

优选的目标是在保证加工效率和工件质量的前提下，尽可能减少加工时间和成本。

可以使用优化算法进行参数搜索和调整，例如遗传算法和模拟退火算法。

3.3 参数验证在进行大批量加工之前，需要进行参数验证。

可以选择少量工件进行试加工，然后对加工效果进行评估和调整。

如果需要，可以进行迭代优化，直到得到合理的转速和进给参数。

4. 加工中心转速和进给参数表的优化4.1 参数调整一旦制定了初始的转速和进给参数表，就可以根据具体的加工实际情况进行调整。

例如，针对不同的工件材料和形状，可以进行微调和优化。

4.2 加工参数管理为了方便管理和追溯，可以建立加工参数数据库。

将每个工件的加工参数和加工结果进行记录，以便后续参考和优化。

机械类英语词汇中英文对照

kinetic energy动能
actuation活动，激励，动作
L
additive附加的，加成的，添加的，添加剂
lag缓缓而行，滞后,落后于,押往监狱，加上外套
adequately充分地
lagos拉各斯，尼日利亚首都
affordable提供得起的
lathe车床
aggregate合计的，集合的
layer层,层次
assembly组合,装配,部件，汇编
atmospheric大气的，空气的
machinability切削加工型，机械加工性能
augment增加，扩大
machineframe机座，机架
austenite奥氏体
machinery机器，机械
austenitize奥氏体化，使成奥氏体
machining机械加工
above all尤其是，最重要的是，首先是
J
abrasion磨损
jacket水套
abut邻接,依靠
jerky急拉的，急动的
accessory附件
journal bearing滑动轴承
accommodate使适应
K
acetylene乙炔，电石气
kerosene煤油
activity connection活动连接
predominant卓越的，支配的，主要的,突出的，有影响的
coolant冷却剂，冷冻机
preference优先选择
coolant冷却液
prehistoric史前的，很久以前的
cooperation合作,协作
preliminary预备的，初步的
coordinate坐标
pressurize增压，给……加压
cut edge剪切刃

数控机床主轴设计方法(一)

数控机床主轴设计方法(一)数控机床主轴设计引言数控机床主轴设计是数控技术中的关键环节，合理的主轴设计直接影响着数控机床的工作效率和加工质量。

本文将详细介绍用于数控机床主轴设计的各种方法。

1. 热平衡设计方法•传导热平衡设计–采用高导热材料填充主轴内部空隙，提高传导热的能力。

–优点：简单易行，成本低。

–缺点：热平衡效果有限。

•冷却设计–采用内部冷却系统，如冷却油或冷却液。

–优点：能有效降低主轴温度，提高主轴稳定性。

–缺点：维护较为复杂，成本较高。

•热响应平衡设计–基于热响应分析，通过改变主轴结构和材料分布来实现热平衡。

–优点：可以在设计阶段解决热平衡问题。

–缺点：需要热响应分析专业知识。

2. 动态平衡设计方法•静平衡设计–通过调整主轴结构，使得主轴在旋转时不会引起不平衡。

–优点：简单易行，成本低。

–缺点：目标是在某一转速下实现平衡，不能适应转速变化的情况。

•动平衡设计–采用动平衡仪进行动态平衡调整。

–优点：可以在不同转速下实现平衡，提高主轴动态平衡性能。

–缺点：需要专业的动平衡仪器和技术人员。

3. 结构设计方法•轴承选型和布局–选用合适的轴承和合理的轴承布局，以满足主轴的工作要求。

–优点：能提高主轴的运行平稳性和工作精度。

–缺点：需要综合考虑轴承的负荷承受能力和使用寿命。

•刚度设计–主轴整体刚度设计，主要包括主轴箱的刚度和轴承的刚度。

–优点：能提高主轴抗振能力，降低振动和噪音。

–缺点：需要精确计算和结构分析。

结论数控机床主轴设计是一个复杂而关键的工作，需要综合考虑热平衡、动态平衡和结构设计等因素。

合理的主轴设计可以提高数控机床工作效率和加工质量，从而提升整体生产力。

在实际应用中，根据具体需求选择合适的方法进行主轴设计，以满足工业生产的要求。

参考文献1.Wang, J., Zhang, H., & Fan, H. (2018). Research on heatbalance of high-speed spindle based on optimizedstructural design. Journal of Superhard Materials,40(4), .2.Wang, Y., Song, Y., & Liang, C. (2020). Research ondynamic balance technology of CNC machine tool spindlebased on DNM720. In IOP Conference Series: MaterialsScience and Engineering (Vol. 861, No. 3, p. . IOPPublishing.3.Yang, Y., He, Y., Du, X., & Li, M. (2017). Designoptimization of spindle system of precision CNC machine tool based on finite element analysis. Journal ofMechanical Engineering, 53(8), 59-63.4.Li, S., Qin, X., Li, W., & Tan, P. (2016). Structuraloptimization design of high speed CNC spindle based onfluid-structure interaction analysis. Advances inMechanical Engineering, 8(11), .5.Li, C., Xu, A., & Qian, X. (2019). Design andoptimization of CNC spindle structure based on ANSYS.Advances in Mechanical Engineering, 11(10), .致谢感谢以上文献的作者为数控机床主轴设计领域做出的贡献。

金属学及金属工艺专业学术翻译必备词汇

金属学及金属工艺专业学术38 轧机mill 79 自动automatic39 应变strain 80 塑性plastic翻译必备词汇40 断裂fracture 81 温度场temperature 编号中文英文41 晶粒grain 82 非晶amorphous1 设计design 42 有限finite 83 扩散diffusion2 性能properties 43 精度precision 84 曲线curve44 耐磨wear 85 缺陷defects3 温度temperature4 应用application 45 冷却cooling 86 热轧hot5 工艺process 46 误差error 87 铸件casting6 焊接welding 47 磨损wear 88 时效aging7 应力stress 48 凝固solidification 89 制造manufacturing8 腐蚀corrosion 49 数值numerical 90 齿轮gear9 强度strength 50 有限元finite 91 加热heating10 合金alloys 51 工艺参数parameters 92 零件parts11 组织microstructure 52 磨削grinding 93 冷轧cold12 参数parameters 53 设备equipment 94 残余应力residual13 激光laser 54 仿真simulation 95 等离子plasma14 变形deformation 55 计算机computer 96 耐磨性wear15 加工machining 56 寿命life 97 基体matrix16 热处理heat 57 刀具tool 98 金刚石diamond58 韧性toughness 99 钛合金alloy17 模拟simulation18 机床machine 59 显微组织microstructure 100 真空vacuum19 材料material 60 焊缝weld 101 数控机床machine20 不锈钢stainless 61 氧化oxidation 102 测定determination21 金属metal 62 厚度thickness 103 焊接工艺welding涂层coating 63 镁合金magnesium 104 铁素体ferrite2223 力学性能mechanical 64 优化optimization 105 钢板steel24 硬度hardness 65 残余residual 106 振动vibration25 铝合金alloy 66 形状shape 107 晶界grain26 疲劳fatigue 67 奥氏体austenite 108 热处理工艺treatment27 机理mechanism 68 摩擦friction 109 钢中steel28 数控nc 69 淬火quenching 110 成分composition29 轧制rolling 70 退火annealing 111 接触contact30 模具die 71 陶瓷ceramic 112 马氏体martensite31 软件software 72 相变transformation 113 再结晶recrystallization32 铸造casting 73 挤压extrusion 114 离子ion33 高温temperature 74 耐蚀corrosion 115 扫描电镜sem34 铸铁iron 75 界面interface 116 加热炉furnace35 成形forming 76 电弧arc 117 脉冲pulse36 切削cutting 77 测量measurement 118 快速rapid37 裂纹crack 78 电化学electrochemical 119 喷涂spraying120 共晶eutectic 161 大型large 202 电阻resistance 121 粗糙度roughness 162 耐蚀性corrosion 203 腐蚀性能corrosion 122 带钢strip 163 钢管steel 204 钢丝wire123 强化strengthening 164 断口fracture 205 激光熔覆laser124 回火tempering 165 数控加工machining 206 线材wire125 标准standard 166 连铸casting 207 熔覆cladding126 固溶solution 167 屈服yield 208 晶粒尺寸grain127 接头joint 168 直径diameter 209 形变deformation 128 电极electrode 169 优化设计design 210 显微硬度microhardness 129 改进improvement 170 硬化hardening 211 建模modeling 130 镀层coating 171 疲劳裂纹fatigue 212 合金组织alloy131 碳化物carbide 172 硬件hardware 213 扩展propagation 132 弧焊welding 173 硬质合金carbide 214 设计方法design133 拉伸tensile 174 焊接过程welding 215 拉深drawing134 低温temperature 175 复合材料composite 216 应力腐蚀stress135 室温temperature 176 最佳optimum 217 织构texture136 微观组织microstructure 177 三维 d 218 感应induction 137 抗拉强度strength 178 电压voltage 219 低碳钢steel138 切割cutting 179 焊机welding 220 试样specimens 139 析出precipitation 180 碳钢steel 221 塑性变形deformation 140 腐蚀行为corrosion 181 铸钢steel 222 熔体melt141 精密precision 182 钎焊brazing 223 屈服强度strength142 编程programming 183 疲劳性fatigue 224 轴承bearing143 铣削milling 184 机械性能mechanical 225 组成composition 144 贝氏体bainite 185 钢铁steel 226 透射tem145 数控系统cnc 186 位错dislocation 227 板料sheet146 砂轮grinding 187 疲劳性能fatigue 228 铸造工艺casting147 表面粗糙度roughness 188 裂纹扩展crack 229 咼温合金superalloy 148 弯曲bending 189 汽车automobile 230 连轧rolling149 使用寿命life 190 装置device 231 磨损性wear150 失效failure 191 细化grain 232 冷却速度cooling151 车床lathe 192 疲劳寿命fatigue 233 开裂cracking152 锻造forging 193 主轴spindle 234 基合金alloy153 轧辊roll 194 球墨铸铁iron 235 等离子体plasma154 模具设计design 195 高速钢steel 236 涂料coating155 焊接接头welded 196 有限元分析analysis 237 动力学kinetics156 工件workpiece 197 凝固过程solidification 238 电火花edm157 石墨graphite 198 合金钢steel 239 非晶态amorphous 158 合金化alloying 199 补偿compensation 240 工具tool159 液压hydraulic 200 控制器controller 241 金相metallographic 160 蠕变creep 201 缓蚀corrosion 242 铸态as-cast243 244 成形过程管线formingpipeline245 透射电镜tem246 缓蚀剂corrosion 247磨损性能奥氏体不锈wear248 钢steel249 装配assembly 250 进给feed251 性能研究properties 252 冲击韧性toughness 253 加工中心machining 254 焊丝wire255 点焊welding256 形核nucleation 257 白口white258 超声波ultrasonic 259 插补interpolation 260 钢表面steel261 焊接质量welding262 注入implantation 263 成形工艺forming264 宽度width265 成型forming266 长大growth267 轧制过程rolling268 延伸率elongation 269 45钢steel270 剪切shear271 组织与性能microstructure 272 耐腐蚀corrosion 273 锻件forging274 锰钢steel275 夹具fixture276 离心centrifugal 277 保温temperature 278 焊条electrode 279 渗碳carburizing 280 工艺研究process281 阴极cathodic282 焊管pipe 283 热连hot 323 加工技术technology 284 烧结sintering 324 应用前景application 285 结构设计design 325 热力学thermodynamic 286 断裂韧性toughness 326 复合镀层composite 287 公差tolerance 327 球铁ductile288 cad系统cad 328 切削加工cutting289 数据库database 329 钎料brazing290 偏析segregation 330 张力tension291 生产工艺process 331 冲压stamping292 润滑lubrication 332 传感器sensor293 渗层layer 333 车削turning294 耐蚀性能corrosion 334 氧化物oxide295 高精度precision 335 摩擦系数friction296 熔炼melting 336 离子注入ion297 板材sheet 337 玻璃glass298 压铸casting 338 脆性brittle299 模具钢steel 339 钢材steel300 工艺设计design 340 截面section301 抗力resistance 341 氧化膜oxide302 阻尼damping 342 拉拔drawing303 粒子particles 343 晶粒细化grain304 物intermetallic 344 展fatigue305 激光焊接welding 345 角度angle306 中厚板plate 346 薄壁thin307 组织结构microstructure 347 抗氧化性oxidation308 浇注pouring 348 铜合金alloy309 板形shape 349 si合金si310 复合涂层composite 350 薄板sheet311 抛光polishing 351 贮氢hydrogen312 阳极anodic 352 叶片blade313 加工过程process 353 压力机press314 应力场stress 354 渗氮nitriding315 超塑性superplastic 355 固溶处理solution316 铳刀milling 356 传热heat317 热变形deformation 357 马氏体相变transformation 318 珠光体pearlite 358 半径radius319 韧度toughness 359 电火花加工edm320 模锻forging 360 晶化crystallization 321 磨床grinding 361 铣床milling322 金属材料metal 362 曲轴crankshaft 金属间化合疲劳裂纹扩363 压缩compression 404 温度范围temperature 445 tig焊tig364 原因分析analysis 405 海水corrosion 446 分形fractal365 加热温度temperature 406 焊接性welding 447 机器人robot366 制造技术technology 407 轧制工艺rolling 448 锅炉boiler367 组织性能properties 408 初生primary 449 沉淀precipitation 368 合金表面alloy 409 动态再结晶recrystallization 450 合金镀层alloy369 板坯slab 410 耐热heat 451 跟踪tracking370 化合物compound 411 管道pipeline 452 刚度stiffness371 充型filling 412 连轧机mill 453 综合性能properties 372 腐蚀速率corrosion 413 逆变inverter 454 强韧性toughness 373 新工艺process 414 黄铜brass 455 焊工艺welding374 熔化melting 415 变形过程deformation 456 型砂sand375 新技术technology 416 灰铸铁gray 457 化学镀electroless 376 加工精度precision 417 冷挤压cold 458 熔点melting377 搅拌stirring 418 定向凝固solidification 459 软化softening 378 疲劳强度fatigue 419 微机microcomputer 460 膜层film379 变形量deformation 420 失效分析failure 461 活塞piston380 非晶合金amorphous 421 熔池pool 462 焊接方法welding381 阻抗impedance 422 几何geometric 463 喷射spray382 等离子弧plasma 423 枝晶dendrite 464 金相组织microstructure 383 堆焊surfacing 424 夹杂物inclusions 465 钢轨rail384 电化学性能electrochemical 425 低合金钢steel 466 表面硬度hardness 385 模具结构die 426 残余奥氏体austenite 467 连接bonding386 焊接技术welding 427 计算机模拟computer 468 本构constitutive 387 常温temperature 428 温度升高temperature 469 碳含量carbon388 管线钢pipeline 429 凸轮cam 470 正交试验orthogonal 389 应力分布stress 430 级进progressive 471 点蚀pitting390 凝固组织solidification 431 用钢steel 472 储氢hydrogen 391 微观结构microstructure 432 工艺过程process 473 不同温度temperature 392 数控车床lathe 433 磨削加工grinding 474 铝箔foil393 棒材bar 434 锻模die 475 保护焊welding394 耐磨性能wear 435 伸长率elongation 476 覆层cladding395 耐腐蚀性能corrosion 436 热循环thermal 477 加工工艺process396 模拟研究simulation 437 腐蚀产物corrosion 478 埋弧焊welding397 薄膜film 438 变质modification 479 钢组织steel398 细小fine 439 形成机理mechanism 480 螺纹thread399 拉伸性tensile 440 钝化passivation 481 伺服servo400 拉伸性能tensile 441 工序process 482 电解electrolytic 401 壁厚thickness 442 晶粒度grain 483 溶解dissolution 402 磨料abrasive 443 钻削drilling 484 高温氧化oxidation 403 轧钢rolling 444 低周疲劳fatigue 485 孔型pass486 工作辊roll487 材质material 488 磷化phosphating 489 间隙gap490 变形行为deformation 491 钢筋bar492 实际应用application 493 搅拌摩擦stir494 退火温度annealing 495 应力应变strain496 热应力stress497 柔性flexible 498 结构特点structure 499 流变应力stress500 摩擦焊friction 501 缺口notch502 自动化automation 503 应用情况application 504 切屑chip505 热处理后treatment 506 无缝钢管seamless 507 回弹springback 508 磨损机理wear509 冲天炉cupola510 气体保护焊welding 511 拉伸试验tensile512 中板plate513 中碳carbon 514 级进模progressive 515 退火工艺annealing 516 缓蚀作用corrosion 517 直流dc518 钢种steel519 滑移slip520 氧化行为oxidation 521 轴承钢steel522 滑动sliding523 切削性cutting 524 管材tube525 超塑superplastic 526 回火温度temperature 527 回复recovery 567 微合金steel528 疲劳试验fatigue 568 修复repair529 电弧喷涂spraying 569 立式vertical530 表面改性modification 570 冲蚀erosion531 焊接材料welding 571 温度分布temperature 532 激光器laser 572 离心铸造centrifugal 533 铣削加工milling 573 熔覆层cladding 534 带材strip 574 转子rotor535 时效处理aging 575 萌生initiation 536 断口形貌fracture 576 镍基合金alloy537 硬质hard 577 腐蚀试验corrosion 538 型材extrusion 578 晶粒长大grain539 轧件rolling 579 圆度roundness 540 板带strip 580 溶质solute541 断面section 581 刀具材料tool542 装备equipment 582 弹性模量modulus 543 异种dissimilar 583 解理cleavage 544 塑料plastic 584 大气腐蚀corrosion 545 切削过程cutting 585 冷却过程cooling546 偏聚segregation 586 作模具die547 热轧带钢strip 587 毛坯blank548 干涉interference 588 镀锌galvanizing 549 盘条wire 589 应力集中stress550 挤压成形extrusion 590 变质处理modification 551 砂型sand 591 预热preheating 552 结合强度bonding 592 摩擦磨损wear553 纯铝aluminum 593 孔型设计design554 开放式数控cnc 594 钢制steel555 结构钢steel 595 冷处理treatment 556 压应力stress 596 过冷undercooling 557 重熔remelting 597 腐蚀速度corrosion 558 含碳carbon 598 mo钢mo559 微弧micro-arc 599 过共晶hypereutectic 560 抗氧化性能oxidation 600 cnc系统cnc561 软件设计software 601 锯片saw562 生产过程process 602 溅射sputtering 563 分析软件software 603 无铅lead-free564扫描电子显sem604 焊缝金属weld 微镜605 变形区deformation 565 自动编程programming 606 铸模die566 加工方法machining 607 磨粒abrasive608 数控技术technology 629 转变温度temperature 670 精锻forging609 试验机machine 630 处理工艺treatment 671 应力状态stress610 层厚度thickness 631 工艺流程process 672 拉伸强度strength611 凹模die 632 缩孔shrinkage 673 切削用量cutting612 15钢steel 633 旋压spinning 674 快速凝固solidification 613 耐热钢steel 634 水溶液solution 675 铸锭ingot614 阳极氧化anodic 635 计算机仿真simulation 676 合金凝固solidification 615 焊接头joint 636 氧化性能oxidation 677 切割机machine616 厚板plate 637 调质钢steel 678 电磁场electromagnetic 617 接触疲劳fatigue 638 机械加工machining 679 中温temperature 618 碳量carbon 639 热源heat 680 电弧焊welding619 渐开线involute 640 合金性能alloy 681 喷涂技术spraying620 氩弧焊welding 641 铸轧casting 682 铁水iron601 锯片saw 642 断裂韧度toughness 683 高碳钢steel602 溅射sputtering 643 误差分析error 684 铸造技术casting603 无铅lead-free 644 杂质impurity 685 钢丝绳wire604 焊缝金属weld 645 塑性成形forming 686 道次pass605 变形区deformation 646 摩擦学tribological 687 偏差deviation606 铸模die 647 晶间intergranular 688 价电子valence607 磨粒abrasive 648 断裂行为fracture 689 热障thermal608 数控技术technology 649 针状acicular 690 铸坯casting609 试验机machine 650 修整dressing 691 大块bulk610 层厚度thickness 651 压下reduction 692 显微结构microstructure 611 凹模die 652 型钢steel 693 手工welding612 15钢steel 653 元合金alloy 694 陶瓷涂层coating613 耐热钢steel 654 电导率conductivity 695 轮廓profile614 阳极氧化anodic 655 阻尼性能damping 696 过程控制process615 焊接头joint 656 热喷涂spraying 697 造型molding616 厚板plate 657 gcr15 钢steel 698 定量分析analysis617 接触疲劳fatigue 658 高硬度hardness 699 预处理pretreatment 618 碳量carbon 659 刀具磨损wear 700 硅钢silicon619 渐开线involute 660 金属陶瓷cermet 701 腐蚀性corrosion620 氩弧焊welding 661 拉应力stress 702 扩展速率growth621 40cr 钢cr 662 退火炉furnace 703 气体保护arc622 铝硅al-si 663 电磁搅拌stirring 704 淬透性hardenability 623 水玻璃silicate 664 空心hollow 705 叶轮impeller624 冲模die 665 模拟分析simulation 706 仿真研究simulation 625 压铸模die 666 焊点solder 707 润湿性wettability 626 生产率productivity 667 式加热炉furnace 708 抗弯强度strength627 滚刀hob 668 圆弧arc 709 渗硼boronizing 628 酸洗pickling 669 挤压工艺extrusion 710 青铜bronze711 对接butt 752 微细micro 793 弥散dispersed712 细晶grain 753 钝化膜film 794 淬硬hardened713 矩形rectangular 754 亚稳metastable 795 pc机pc714 粒状granular 755 冷变形cold 796 氮化nitriding715 微弧氧化micro-arc 756 齿形profile 797 大变形deformation 716 变形抗力deformation 757 钢基体steel 798 自动焊welding717 镀液plating 758 送丝wire 799 充型过程filling718 高温氧化性oxidation 759 扭矩torque 800 加工仿真simulation 719 微动fretting 760 磨损特性wear 801 纳米nanometer 720 冲压成形forming 761 综合力学mechanical 802 吸氢hydrogen721 各向异性anisotropy 762 交流阻抗impedance 803 铝硅合金al-si722 抗热resistance 763 脆化embrittlement 804 过渡层layer723 含碳量carbon 764 温度控制temperature 805 焊接热heat724 强度高strength 765 系统软件software 806 参数化parametric 725 冲击韧度toughness 766 内应力stress 807 热挤压extrusion726 a3钢steel 767 消失模epc 808 模具cad cad727 纯铜copper 768 闭环loop 809 焊剂flux728 矫直straightening 769 覆盖件panel 810 高强度钢steel729 激光功率laser 770 薄板坯slab 811 磨球grinding730 熔深penetration 771 剪切强度strength 812 激光切割cutting731 冒口riser 772 数控编程programming 813 磨料磨损wear732 应力分析stress 773 电阻率resistivity 814 电化学方法electrochemical 733 离子束ion 774 颤振chatter 815 裂纹萌生crack734 误差补偿compensation 775 胀形bulging 816 成份composition 735 焊焊接welding 776 编程系统programming 817 电解液electrolyte 736 挤压模具extrusion 777 孔隙率porosity 818 逆变电源inverter737 冲裁blanking 778 缩松shrinkage 819 工艺技术technology 738 参数优化optimization 779 合金材料alloy 820 合金熔体alloy739 贝氏体钢steel 780 cam系统cam740 判据criterion 781 机床主轴spindle741 球磨milling 782 电化学行为electrochemical742 紫铜copper 783 碳化carbide743 蓄热regenerative 784 20钢steel744 腐蚀机理corrosion 785 感应加热induction745 数值分析numerical 786 锻造工艺forging746 滚压rolling 787 钻头drill747 正火normalizing 788 h13钢steel748 工艺方案process 789 超声振动ultrasonic749 轧机组mill 790 应用现状application750 飞剪flying 791 退火后annealing751 韧化toughening 792 成形性formability。

CNC机床加工中的切削过程建模与优化

CNC机床加工中的切削过程建模与优化CNC机床是一种被广泛应用于制造业的机械设备，而切削过程则是CNC机床的核心工作。

如何对CNC机床的切削过程进行建模与优化，是一个备受关注的课题。

本文将探讨CNC机床加工中的切削过程建模与优化方法，旨在提高加工效率、降低成本、提升产品质量。

一、切削过程建模方法切削过程建模是指通过数学模型描述CNC机床中材料的切削行为及其与刀具之间的相互作用。

目前常用的切削过程建模方法包括经验公式法、物理模型法和数值模拟法。

1. 经验公式法经验公式法是一种基于实验数据的简单、快速而又经济的建模方法。

通过观察和记录大量的实验数据，可以得出一些经验公式，如切削力公式、切削温度公式等。

这些经验公式可以用于预测切削过程中的各种参数，如切削力、切削温度、切削力矩等。

2. 物理模型法物理模型法是一种基于物理原理的建模方法。

通过对切削过程中各种因素的物理描述，建立各种物理方程，从而获得对切削过程进行定量描述的模型。

例如，可以通过机械力学原理和热力学原理，推导出切削力与切削速度、切削深度、切削角度等参数之间的关系。

3. 数值模拟法数值模拟法是一种利用计算机进行仿真计算的建模方法。

通过建立切削过程的数学模型，运用数值计算方法进行模拟，得出各种切削参数的数值解。

数值模拟法具有速度快、成本低、可重复性好等优点，逐渐成为切削过程建模的主要方法之一。

二、切削过程优化方法切削过程优化是指通过改变切削过程中的各种参数，使得加工效率最大化、成本最小化、产品质量最优化的一系列措施。

常用的切削过程优化方法包括刀具优化、切削参数优化和切削路径优化。

1. 刀具优化刀具是CNC机床的重要组成部分，切削过程中刀具的选择对加工效果起着决定性的影响。

刀具优化可以从材料、几何形状、刀具涂层等方面入手，选择最适合的刀具来提高切削效率和延长刀具寿命。

2. 切削参数优化切削参数是指切削过程中的各种工艺参数，如切削速度、进给速度、切削深度等。

CNC机床加工中的加工参数调整与优化

CNC机床加工中的加工参数调整与优化随着科技的不断进步和制造业的发展，计算机数控（CNC）机床在工业生产中扮演着越来越重要的角色。

CNC机床通过预先编程的方式控制工具和工件的相对运动，实现复杂零件的加工。

在CNC机床加工中，加工参数的调整和优化是提高加工质量和效率的关键。

一、加工参数的定义和影响因素CNC机床的加工参数包括切削速度、进给速度、进给量和切削深度等。

这些参数的选择和调整直接影响到加工效果和工件质量。

1. 切削速度切削速度是指刀具在工件上接触面上相对于工件表面的移动速度。

切削速度的选择与刀具材料、被加工材料和加工方式等因素有关。

合适的切削速度能够保持刀具寿命、提高加工效率和保证加工质量。

2. 进给速度进给速度是指工件在刀具上运动的速度。

进给速度的选择与刀具直径、被加工材料和切削深度等因素相关。

适当的进给速度能够保持刀具的寿命、减小加工周期并提高加工精度。

3. 进给量进给量是指刀具在过程中每一次接触工件的移动距离。

合适的进给量可以控制切削力和切削温度，从而影响加工的质量和效率。

4. 切削深度切削深度是指刀具在一次切削过程中切削轮廓的垂直距离。

切削深度的选择应该考虑到刀具的强度和创伤力等因素。

切削深度过大会增加切削力、温度和振动，降低切削质量。

二、加工参数调整的方法1. 经验法在实际生产中，经验法是最为常用和简便的调整加工参数的方法之一。

通过工人的经验和实践，根据不同的工件和加工要求，逐渐调整各个加工参数的数值，找到最佳的加工参数组合。

2. 实验法利用实验方法进行加工参数调整是一种科学且系统的方法。

通过合理设计实验方案，对不同参数组合进行实际加工，然后评估加工结果和质量，从而找到最优加工参数。

3. 仿真模拟法借助计算机软件进行CNC机床加工仿真模拟是一种高效且经济的方法。

在模拟软件中，可以根据加工要求和工件特点，调整各个加工参数的数值，然后模拟加工过程，评估加工效果并优化加工参数。

三、加工参数优化的技术手段1. 供应链优化加工参数优化不仅仅局限于CNC机床自身的加工参数调整，还包括整个供应链的优化。

机械英语短语

机械英语短语1．Combination Wrench 扳手头2．Welding arms 焊接臂3．Interference fit 干涉配合4．Riveting 铆接5．Linkage 联动机构6．Annealing 退火7．Load Cell 载重传感器8．Machine cover 机械盖9．Pivot 枢轴10．Inverter 变频器11．Magnetic field 磁场12．Casting 铸件13．Lubricant 润滑剂14．Sand blasting 喷砂15．Nut plate 螺帽支架16．Joint 节点17．Abrasive 砂纸18．Hydraulic Press 油压机19．Voltage Regulator 电压调节器20．Automation system 自动化系统21．Heat Treating 热处理22．Circuits 电路23．Linear guides 直线导轨24．Turbine 涡轮25．Counter Balance 平衡计数器26．Filter 滤清器27．Welding robot 焊接机器人28．Hydraulic press 液压机29．Compression Spring 压簧30．Drilling machine 钻床31．Milling Machine 千斤顶32．Rod 活塞杆33．Lathe 车床34．Transfer Arm 连杆35．Thread 螺纹36．Inspection 检验37．Hitch 拉链38．Lubrication System 润滑系统39．Flange 突口40．Arc Welder 弧焊41．Nosepiece 刀盘42．Eccentric shaft 偏心轮43．Hose 塑料软管44．Programmable logic controller 可编程逻辑控制器45．Press 机器46．Crimping Tool 焊接工具47．Shaft collar 轴环48．Drive belt 传动带49．Clutch 离合器50．Stamping 冲压51．Sander 打磨机52．Chamfering 倒角53．File 文件54．Camshaft 凸轮轴55．Retaining ring 保持环56．Shaping Tool 成形器57．Washer 垫片58．Propeller 桨叶59．Welding 焊接60．Servomotor 伺服电机61．Pulley 普雷62．Workpiece 夹具63．Spring pin 弹簧销64．Manifold 管座65．Power Transmission 动力传动66．Load Cell 力传感器67．Actuator 执行器68．CNC Machine CNC加工机69．Sandpaper 砂纸70．Driven Gears 驱动齿轮71．Adjustable Wrench 调节手72．Plate Rolling Machine 辊压机73．Cotter Pin 销74．Encoder 编码器75．Control 控制76．Sliding Table 滑台77．Bearing housing 轴承座78．Gearbox 变速箱79．Pusher 推子80．Shutter 闩81．Spindle Speeder 主轴加速器82．Converter 变频器83．Saw Blade 锯片84．Front End Loader 前装载机85．Circular cutter 圆形刀86．Power Supply 电源87．Counterweight 配重88．Automatic line 自动生产线89．Ferrule 护套90．Gripper 爪91．Spindle Slide 主轴滑座92．Drafts 草图93．Bracket 支架94．Quick release valve 快换开关95．Lockwasher 挡圈96．Socket Wrench 插座扳手97．Frame 框架98．Clamp 卡口99．Gearbox 齿轮箱100．Hydraulic Cylinder 液压缸101．Two-Spindle Feeder 双轴送料102．Fitment 套件103．Eccentric wheel 偏心轮104．Milling Cutter 铣刀105．Cylinder 汽缸106．Washer 垫圈107．Plate shear 板料剪108．Pulley 滑轮109．Pneumatic 气动110．Roller bearing 滚子轴承111．Feed 杆件112．Spring force 弹簧力113．Transferring Machine 输送机114．Bending 弯曲115．Finite Element Analysis（FEA）有限元分析116．Clamp Plate 夹板117．Adapter 转接管118．Multi-tool 多用工具119．O-Ring O型圈120．Pillar 支柱121．Cutter Head 切削头122．Shaft 轴123．Designing 设计124．Die 直模125．Electrical controller 电控126．Wire Stripper 剥线器127．Ball screw 球螺杆128．Stapler 订书机129．Base frame 基座架130．Band saw 带锯131．Ratchet 啮合齿轮132．Balance Weight 平衡重心133．Lever 杠杆134．Spindle 轴135．Manifold 多管136．Soldering 焊接137．Roller 滚子138．Universal Joint 万向节139．Fastener 紧固件140．Clamp 夹具141．Latch 锁142．Guide Strip 导板143．Idler 滑轮144．Wrench 管钳145．Grease 润滑脂146．Machine 机器147．Spanner 扳手148．Connecting Rod 链杆149．Pressure vessel 压力容器150．Bracing 支撑151．Grease Nipple 润滑接口152．Wheel 车轮153．Vacuum 真空154．Roller Bearing 滚珠轴承155．Portable Drill 手持钻孔机156．Crank 曲柄157．Washer 橡皮垫158．Hydraulic 液压159．Gasket 垫片160．Velocity 速度161．Screw 螺钉162．Hydraulic Power Supply 液压供能163．Optimization 优化164．Nut 螺母165．Press head 压头166．Actuator 传动167．Turning 车削168．Pneumatic Tool 气动工具169．Autoclave 压力釜170．Pulley 轮子171．Circular Saw 圆锯172．Chain 链条173．Revolution 转数174．Induction 感应175．Auger 螺旋桨176．Bolt Cutter 螺栓剪177．Fixture 固定件178．Threaded rod 螺杆179．Screw 螺丝180．Hobbing 机械加工181．Lathe 车床182．Coolant 冷却剂183．Crusher 破碎机184．System Integration 系统集成185．Socket 镶圈186．Pulley 滑轮187．Milling 铣床188．Shaft seal 轴封189．Chassis 底盘190．Jig 钩模191．Plunger 柱塞192．Jack 杠杆193．Belt Pulley 轮带194．Drilling 钻床195．Control Panel 操控面板196．Winch 卷绞197．Dealignment mechanism 偏心机构198．Screwdriver 螺钉驱动器199．Drive Shaft 传动轴200．Tin Snips 铁皮剪201．Forging Machine 锻造机202．Coupler 连接管203．Lock nut 挡圈204．Cylinder 气缸205．Roller Bearing 滚动轴承206．Air compressor 空气压缩机207．Die 模具208．Hammer Drill 锤钻机209．Structural Integrity 结构完整性210．Jaw 钳子211．Arbor 栓座212．Gearing 齿轮装置213．Chuck Base 卡盘座214．Spindle 主轴215．Crimper 扣断器216．Sensor 传感器217．Power Tool 电动工具218．Stop 止推装置219．Boiler 锅炉220．Grinder 磨具221．Magnetism 磁力222．Balancer 平衡机223．Heat Shield 防护罩224．Rack 齿条225．Bushing 衬套226．Simple machine 简单机械227．Cushion 缓冲228．Valve 阀门229．Machining Centre 加工中心230．Mounting 安装231．Chain link 链节232．Pin 销子233．Flow Meter 流量计234．Gauge 测量仪235．Brush 电刷236．Torque Wrench 扭矩扳手237．CNC 数控238．Microphone 麦克风239．Cutting 切削240．Spacer 间隔件241．Solenoid 电磁阀242．Corrosion resistance 防腐243．Gauge 标尺244．Wrench 无螺母245．Shaping 塑形246．Diametrics 直径规247．Cutting and Milling 切削加工248．Gear reducer 减速机249．Clip 夹子250．Pushbutton 按钮251．Eccentric 偏心轮252．Thread cutting die 剪刀253．Electrical 电气254．Finishing 精加工255．Belt 带子256．Gearing 齿轮257．Timing Belt 同步带258．Hydraulic accumulator 液压蓄能器259．Piston 活塞260．Grinder 磨床261．Brake 刹车262．Pliers 钳子263．Rail 导轨264．Buffer 缓冲器265．Heat Gun 热风枪266．Taps 接头267．Transportation 运输268．Hammer 锤子269．Oil system 油系统270．Differential 扭矩分配器271．Power Take-off 发动机的功率传动装置272．Press 压力机273．Alignment 校准274．Milling machine 铣床275．Injection Molding 注塑276．Pipe Cutter 管切割机277．Turnbuckle 调节螺栓278．Tooling 刀具279．Drilling jig 钻枪夹具280．Hook 用钩281．Diesel Engine 柴油机282．Crimp Tool 压接工具283．Spindle 主轴284．Pneumatic cylinder 气缸285．Pick And Place 拾取及转移286．Sensors 传感器287．Indexing Adjuncts 指示附件288．Material Handling 物料搬运289．Locking Pliers 锁紧钳290．Allen Wrench 鹰嘴扳手291．Gear 齿轮292．Push Button 按钮293．Connector 连接器294．Nuts 螺母295．Feeding 喂料296．Bender 弯头297．Chuck 夹紧装置298．Tool 工具299．Torx Key 扳手300．Cutter 刀具301．Nuts 螺母302．Relief Valve 安全阀303．Bolt 螺栓304．Switch 开关305．Tapping Tool 铰刀306．Hoist 起重机307．Vacuum Chuck 真空夹具308．Grinder 胜轮磨309．Gear pumps 齿轮泵310．Roller bearing 滚动轴承311．Socket 套筒312．Counterbore 槽锉313．Grease Gun 打油枪314．O-ring seal O型圈密封315．Automation 自动化316．Lubrication 润滑317．Nuts and Bolts 螺丝螺栓318．Motor Speed Regulation 电机调速319．Nail 钉子320．Nuts and Bolts 螺栓螺母321．Threading 攻丝322．Solder 焊锡323．Clevis pins 钩销324．Sleeve 套筒325．Indexing plate 定位圆盘326．Wire 线327．Hammer 锤片328．Drill Bit 钻头329．Easy-to-Use 友好的操作330．Latch 闩锁331．Clamp 夹子332．Insulation 绝缘333．Nut Feeder 螺母送料334．Sawing 锯床335．Magnet 吸铁石336．Drilling Machine 钻床337．Control panel 控制面板338．Spindles 主轴339．Self Locking System 自锁系统340．Oil level gauge 油位计341．Reamer 铰刀342．Worm & Gear 蜗轮蜗杆343．Socket Wrench 扳手344．Vacuum Pump 真空泵345．Quality 质量346．Brazing Torch 金焊炬347．Rivet 铆钉348．Balancing 平衡349．Axle 轴350．Grinding Wheel 砂轮351．Splining Tool 柔线器352．Frame 机床架353．Cutter 切削刀354．Support 工作台355．Reamer 铰刀356．Geared motor 齿轮电机357．Friction 摩擦358．Chuck 旋夹359．Vise 钳制工具360．Chuck 夹头361．Coupling 联轴器362．Strength member 骨架363．Testing 测试364．Sawdust 锯末365．Chisel 凿子366．Shearing 剪切367．Wedge 锥子368．Hinge 铰链369．Displacement Sensor 位移传感器370．Worm gear 蜗轮371．Socket head cap screw 头柱螺钉372．Gasket 垫片373．Pinion 小齿轮374．Machining 机加工375．Injection Molding Machine 注塑机376．Relay 继电器377．Gearing 转换378．Slewing Bearing 回转轴承379．Automobile 汽车380．motor 电动机381．Spring 弹簧382．Transfer Case 传动盒383．Springs 弹簧384．Valve 阀385．Lugging 提拉386．Cover Protective Cover 保护罩387．Baler 压草机388．Manufacturing 制造389．Thermostat 温度控制390．Roller Chain 环形链391．Controller 控制器392．Floor Plan 平面图393．Smoothing 光滑394．Sanding 砂光395．Turbines 汽轮机396．Circuit Breaker 跌落开关397．Wheel Puller 说紧器398．Linear actuator 直线驱动器399．Hydraulic Balancing Shaft 液压平衡轴400．Arc welder 电弧焊401．Heating element 加热元件402．Lather 拉花机403．Block 砖块404．Steel rods 钢筋405．Rotary table 旋转台406．Grinding Wheel 磨轮407．Retainer 支撑片408．O-ring 橡胶O型圈409．Transfer machine 转换机410．Tray 盘子411．Lathe chuck 车床夹头412．Crane 起重机413．Caulking Gun 涂胶枪414．Grinding 磨床415．Nut Driver 螺母驱动器416．Roller 辊417．Measurement 测量418．Contactor 接触器419．Centrifuge 离心机420．Cylinder 气缸421．Sprocket 链轮422．Workpiece 工件423．Dowel Pin 销钉424．Fitting 配件425．Finishing 装饰426．Counter 计数器427．Gearbox 齿轮箱428．Diagnostics 诊断429．Recycling 回收利用430．Brazing 钎焊431．Compressor 压缩机432．Fork 叉433．Thread cutter 千斤顶434．Lifting Magnet 电磁吊435．Saw 锯子436．Fastener 固定件437．Safety 安全438．Lubricant 润滑剂439．Cam shaft 凸轮轴440．Vice 虎钳441．Bolts 螺栓442．Oil Pump 油泵443．Boring machine 镗床444．Guide Rail 导轨445．Calibration 校准446．Boring 镗床447．Actuator 执行机构448．Oiler 润滑器449．Electric Motor 电动机450．Assembly 装配451．Transformer 变压器452．Motor 马达453．Resolver 分解器454．Tapping 攻丝455．Actuator 执行器456．Crank 转臂457．Drive unit 驱动装置458．Relief 减压459．Screw 螺旋460．Fastener 固定件461．Flywheel 飞轮462．Drill 钻头463．Fork 臂464．Swivel 旋转465．Bevel gears 斜齿轮466．Chute 料斗467．Boom 支架468．Shaft collar 轴环469．Glue Gun 热液胶枪470．Vacuum 真空471．Chuck Jaw 夹头爪472．CNC machining 数控机加工473．Rod 杆474．Lifting 提升475．Cooling System 冷却系统476．Fabrication 制造477．Brake 制动器478．Shaping machine 冲床479．Fixture 治具480．Torsion Spring 扭簧481．Wirecutter 铁钳482．Planer 刨床483．Cut-off machine 切割机484．Reamer 铰钻器485．Robot 机器人486．Tapping Machine 攻丝机487．Pump 泵488．Bearing 轴承489．Expansion Spring 弹簧490．Inverter 变频器491．Weld 焊接492．Punch 钻孔机493．Repair 维修494．Clamping 夹紧495．Rotor 转子496．Linear Guide 直线导轨497．Rolling 滚动498．Laser Cutter 激光切割机499．Tool Holder 夹头500．shaft 轴501．Machine 加工机床502．Pneumatic components 气动元件503．Saw blade 锯片504．Leveling 稳定505．Valves 阀门506．Cooling 冷却507．Regulator 调节器508．Offset 偏差509．Motors 马达510．Riveting machine 铆接机511．Heating 加热512．Forging 锻造513．Laser cutting machine 激光切割机514．Cam 凸轮515．Manipulator 机器人516．Engine 发动机517．Tap 铣头518．Soldering Iron 铅烙铁519．Sensors 传感器520．Systems 系统521．Gripper 抓爪522．Counterweight 平衡件523．Hydraulic System 液压系统524．Electronic control unit 电子控制单元525．Tapping 龙头526．Lead Screw 丝杆527．Cam 凸轮528．Connecting Rod 连杆529．Flange 法兰530．Structure 结构531．Shaker 振动器532．Crimping Pliers 焊接钳。

立式数控雕刻机设计

摘要机电一体化广泛地综合了机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换和软件编程等技术,并将这些技术有机的结合成一体,它是当今世界机械工业技术和产品发展的主要趋势。

立式数控雕刻机是一种典型的机电一体化产品,在广告制作行业具有较大的市场前景。

本文简要的介绍了雕刻机的起源和发展现状，分析了国内外雕刻机的特点说明雕刻机的功能和使用范围；详细的分析了雕刻机的总体布局和结构方案，以及主运动和进给运动系统的选择，以及“三维雕刻”插补法的选择，分析和实现过程，实现雕刻系统的初步优化。

本课题是在参考现有雕刻机的基础上，设计一种机构尺寸比较大的数控雕刻机，适应比较大的工艺品的雕刻加工。

关键词:雕刻机数控系统机电一体化三维AbstractMechatronics widely integrated machinery, micro-electronics, automatic control, information, sensor testing, power electronics, interface, signal transformation and the software programming technology, and the organic combination of these technologies into an organic whole, it is the world's machinery industry technology and product development the main trend. Vertical CNC engraving machine is a kind of typical electromechanical integration products, in the advertising industry has great market prospect.This paper briefly introduces the origin and development of engraving machine, carving machine at home and abroad are analyzed to explain the function of engraving machine and the characteristics of using range; Detailed analysis of the overall layout and structure of engraving machine, and the choice of the main motion and feed movement system, as well as the "three-dimensional carving" the choice of interpolation method, the analysis and implementation process, realize engraving system preliminary optimization.This topic is based on the reference of existing engraving machine, design a kind of organization size larger CNC engraving machine, to adapt to the bigger handicraft carving processing.Keywords: Engraving plotter, numerical control system, mechatronics, 3D,目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)第一章绪论 (5)1.1数控雕刻机 (5)1.2研制雕刻机的目的和意义 (5)1.3数控雕刻机的特点 (6)1.4数控雕刻机的应用领域 (6)1.5我国数控雕刻机的发展现状 (6)第二章雕刻机的总体方案设计 (8)2.1雕刻机的工作原理 (8)2.2整体结构 (8)2.2.1雕刻机总体布局的基本要求 (8)2.2.2 影响雕刻机布局的基本因素 (9)2.2.3 坐标系的确定 (10)2.2.4三维雕刻机的机械结构 (10)2.3进给系统 (10)2.4主轴组件 (13)第三章雕刻机主轴系统的设计和计算 (13)3.1 设计参数的确定 (13)3.2 切削力、切削扭矩和切削功率计算 (14)3.2.1铣削力、扭矩和功率的计算 (14)3.2.2钻削力、扭矩和功率的计算 (15)3.3 主运动系统的设计计算 (16)3.3.1主运动系统传动链的组成 (17)3.3.2 主轴电动机的设计计算 (17)第四章进给运动系统的设计计算 (19)4.1 进给系统传动链的组成 (19)4.2滚珠丝杠副的设计计算 (19)4.2.1确定滚珠丝杠导程h P (19)C (19)4.2.2 预期额定动载荷am4.2.3 确定允许的最小螺纹底径 (19)4.2.4 确定滚珠丝杠副的规格代号 (20)F (20)4.2.5 确定滚珠丝杠副的预紧力p4.2.6确定滚珠丝杠副支承用轴承型号、规格 (20)4.2.7 行程补偿值C (21)4.2.8滚珠丝杠工作图设计 (21)4.2.9传动系统刚度和丝杠抗压刚度 (22)4.2.10刚度验算及精度选择 (23)4.2.11验算临界压缩载荷F C (24)n (24)4.2.12验算临界转速cD (24)4.2.13验算n4.2.14基本轴向额定载荷验算 (24)第五章工作台电机的选择 (25)5.1最大的切削负载转矩计算 (25)5.2负载惯量计算 (25)5.3空载加速转矩计算 (26)T (26)5.3.1最大加速转矩am5.3.2连续工作最大转矩 (26)5.3.3最大启动转矩 (26)第六章雕刻机零部件的设计与选择 (27)6.1 工作台的设计 (27)6.2底座的设计 (27)6.3 直线导轨的设计计算 (28)总结 (28)参考文献 (30)致谢 (31)第一章绪论1.1数控雕刻机传统雕刻加工业是一门技术性要求很高的手工技艺，雕刻品的质量完全取于雕刻师的技艺水平，所以生产的效率低、成本高，制品的随意性强、一致性差，严重制约了雕刻行业的发展。

高阶传动误差斜齿轮修形设计与加工

高阶传动误差斜齿轮修形设计与加工蒋进科;方宗德;苏进展【摘要】An approach was proposed to reduce grinding errors and improve meshing performance. Firstly, both a controllable contact path and a high order transmission error( H-TE) curves were designed based on the TCA theory, and the parameters of curves were got by optimizing the minimum amplitude of LTE based on LTCA, and topologically modified tooth of pinion was determined according to movement of the rack generating involute tooth. Secondly, a free-form CNC grinding machine model of five-axis was established and kinematic relationships of the axes were derived. Besides,an error correction model based on a sensitivity analysis of the grinding wheel and the movement of five-axis was determined, and grinding error was established by estimating whether the wheel contact with the pinion, and the corrections were solved by using the PSO optimization algorithm. Finally, an example shows that the optimized higher-order transmission error curves is smooth at the intersect points, and topologically modified tooth is characteristics of more modification and proximal diagonal at engaging-in and engaging-out regions. Besides, a middle concave higher-order transmission error curve makes a smaller LTE amplitude, which helps to reduce vibration;Further more, the parameters of concave depends on working condition, and with the increasing of loads, the optimal parameters value increases. The modified tooth can be efficiently ground by slightly adjusting five-axismovement and the wheel profile according to the solved corrections and then by flat grinding wheel for diagonal correction, which effectively reduce the grinding errors to 2 μm.%为了提高齿面啮合性能，降低磨削误差，设计高阶传动误差与接触路径曲线，并结合承载接触分析（ LTCA）通过优化承载传动误差（ LTE）幅值最小确定待定的参数，根据齿条展成渐开线齿面原理，求解小轮法向拓扑修形曲面；建立基于成形砂轮轴向廓形与5轴联动CNC机床各轴运动敏感性分析的齿面修形模型，判断砂轮与齿面的接触状态，计算磨削误差，应用PSO优化算法得到机床各轴运动参数与砂轮廓形的修形曲线．算例表明：优化的高阶传动误差在曲线转换点处是相切连接的，其拓扑修形曲面在啮入端近齿根、啮出端近齿顶处有较大的修形量，修形区域近似对角；中部有一定微小内凹的高阶传动误差可降低LTE幅值，减小轮齿振动，其内凹量大小与齿轮副工况有关，随载荷增加，最佳内凹量逐渐增大；经过成形砂轮进行主要的修形磨削及平面砂轮进行辅助的对角修形磨削可实现拓扑修形齿面加工，理论磨削误差小于2μm．【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】7页(P43-49)【关键词】斜齿轮;拓扑修形;高阶传动误差;数控磨削;成形砂轮【作者】蒋进科;方宗德;苏进展【作者单位】西北工业大学机电学院，710072 西安;西北工业大学机电学院，710072 西安;西北工业大学机电学院，710072 西安【正文语种】中文【中图分类】V219齿面印痕和传动误差（TE）已被证实是衡量轮齿啮合质量的重要指标［1-3］.通过齿轮接触分析（TCA）［4］、承载接触分析［5］（LTCA）获得轮齿几何传动误差、齿面印痕及承载传动误差（LTE），为高精度齿轮的啮合分析提供了重要依据. 高阶传动误差曾用于螺旋齿锥齿轮等复杂齿面的啮合分析，并且已在生产加工中得到应用［6-9］，其较传统的二阶传动误差在降低振动和噪音方面有明显优点，且强度不会受到太大影响.国内外学者针对复杂齿面的CNC高阶修正技术进行了大量研究，主要包括:基于摇台型机床的齿面误差修正［10］，但可调加工参数有限，不能实现高精度误差修正；基于CNC机床各轴运动敏感性分析的齿面修正［11-16］，可实现高阶修正，但求解方法较为困难；文献［17］提出了一种预设二次抛物线几何传动误差与接触路径的螺旋齿锥齿轮拓扑修形加工方法，文献［18］提出了优化LTE幅值的准双曲面齿轮修正方法.以上研究均未考虑到几何传动误差在啮合转换点处的夹角对轮齿啮合性能影响，且针对斜齿轮高阶传动误差的设计与成形磨齿加工研究较少.随着多轴数控技术的发展，平面砂轮、成形砂轮的磨齿精度已达2级［19］，为高精度渐开线圆柱齿轮磨齿加工创造了条件.作者以一对齿轮副为例，大轮为理论齿面，结合TCA、LTCA设计了四阶几何传动误差与齿面接触迹线，通过优化LTE幅值最小确定了其参数；根据齿条展成齿轮运动关系，反算小轮的法向修形曲面；建立基于砂轮廓形与各轴运动敏感性分析的5轴联动CNC成形砂轮磨齿加工模型，通过粒子群（Particle swarm optimization，PSO）优化算法，求解各轴运动参数及砂轮廓形，有效降低了齿面振动及磨削误差.1.1 高阶传动误差曲线设计本文高阶传动误差的修形设计以TCA的几何传动误差控制为主，综合考虑齿面啮合印痕的设计.设计思路为:1）高阶几何传动误差曲线设计不能降低齿面的设计重合度；2）为了减小啮入啮出冲击，以靠近齿宽中部某点为参考点（见图1（a）中的p0点）在接近啮入啮出端尽可能有足够的抛物线传动误差，为保证啮合转换点尽可能平滑，中部应有一定的传动误差且形成内凹形状（见图1（a）p1p0p2段曲线）；3）为了避免边缘应力集中，减小齿顶齿根闪温，接触路径尽可能靠近节圆，啮入啮出端接触迹线呈光滑抛物线（见图1（c）的m1m3，m2m4段曲线），且齿根、齿顶需要有一定的齿廓修形（见图1（b）的n1n3，n2n4段曲线）．因此传动误差曲线为式中:ψ为几何传动误差；φ1为齿轮副啮合过程中主动轮（小轮）转角；a0～a4可通过图1（a）中p0～p4点的数据求解，σ、ε为待定参数；t为常数，根据齿面重合度确定，可取1／3齿宽的啮合周期，λ可取t的一半．接触迹线可表达为式中:b0～b3为常数，可取齿宽的1／3；c0～c1为常数，通过图1（c）中m0～m4点的数据求解，y为旋转投影面上齿向方向参数．沿齿廓的修形曲线表达式为式中:d1、d2为常数，指数取4次，主要修形齿顶、齿根部分．e0～e2通过图1（b）中n1～n2点的数据求解，u1为齿条沿齿高方向参数，q1、q2为待定参数．1.2 高阶传动误差曲线参数的确定在TCA、LTCA基础上求解一个啮合周期的轮齿法向位移Z，将Z转化为啮合线上位移（LTE），通过优化一个啮合周期的LTE幅值最小确定高阶传动误差的待定参数，目标函数可为式中:yi为对应于σ、ε、q1、q2的优化变量，Qmin、Qmax为变量范围，G0、G分别为修形前、后承载传动误差幅值，Rb2、β分别为被动大轮基圆半径和螺旋角．1.3 高阶传动误差的法向修形曲面求解传统的TCA方程表达式为式中:R1r、N1r为小轮齿面位矢及法矢，u1、l1及u2、l2分别为主动小轮、被动大轮齿面参数，Me2为大小轮轴安装误差矩阵，Mf1、Lf1及Mf2、Lf2分别为齿面动坐标系到固定坐标系的转化矩阵，φ2为齿轮副啮合过程中被动轮（大轮）转角．通过TCA得到几何传动误差表达式为式中:φ10、φ20为小轮、大轮初始转角，N1、N2为小轮、大轮的齿数．文中采用了预设的传动误差和接触迹线，因此齿轮副之间的转角、及齿面印迹点应满足式（1～2）即式中R1x、R1y、R1z为小轮齿面位矢分量．式（3）联立式（5）为高阶传动误差的TCA方程，化简后共有6个方程，取φ1为输入量，求解以u1、l1、u2、l2为未知量的方程组，为了得到确定解，还需再增加2个方程.本文对小轮修形，小轮齿面是齿条刀具切削运动的结果，该过程中:1）齿条刀具廓形是确定的；2）齿条刀具的运动与小轮的运动是关联的，取螺旋角微调与齿条随展成角的移动位移为变量如图2所示，则高阶传动误差的小轮齿面为式中:rc为齿条位矢，N1r为齿面位矢，vc1为齿条与小轮相对运动速度，M1c为齿条到齿轮坐标变换矩阵．图2中，rj为工件节圆半径，m为小轮法面模数，Sf 为工件固定坐标系，S1为工件动坐标系，Sc为齿条动坐标系，Sa、Sb分别为法向螺旋角β（Δβ为附加螺旋角）与法向压力角αn的参考坐标系，θ1为齿条展成小轮齿面的展成角，Δθ1为附加展成转角．式中g0～g6、h0～h6分别为拟合的多项式系数．小轮修形齿面，可用渐开线齿面与法向修形曲面叠加表示，因此其法向修形曲面为式中R1、n1分别为小轮理论齿面位矢、法矢．式（3）～（6）联立，取φ1为输入量，可确定6个方程求解以u1、l1、u2、l2、Δβ、Δθ为未知量的方程组，求解出一组小轮齿面参数Δβ、Δθ．小轮齿面是齿条刀具切削运动的结果，将齿条的运动拟合为小轮运动参数的6次多项式函数，即2.1 五轴联动CNC成形磨齿机床数学模型为了便于加工大型渐开线圆柱齿轮，保证机床有足够的刚度，建立图3（a）所示立式5轴联动数控机床模型.按照图3（b）所示成形砂轮磨削齿面运动关系可知被磨削齿面位矢:式中:Rt（xw，θw）为成形砂轮位矢，xw、θw为成形砂轮参数；Sf、Sb为参考坐标系；S1为与工件固接坐标系；Sa为螺旋角β参考坐标系；St为与砂轮固接坐标系；φ1为成形砂轮磨齿过程中的斜齿轮旋转角，M1f、Mfb、Mba为从砂轮到被磨削齿面的坐标变换矩阵．按照图3（c）所示的CNC机床坐标系，磨削后的齿面位矢:式中:Cx、Cy、Cz分别为3个线性移动轴位移，Ca、Cb、分别为螺旋角回转轴、工件回转轴转角，K1、K2为机床常参数．图3（c）中，Sf为机床固定坐标系，St为成形砂轮固连坐标系，Sa为螺旋角运动坐标系，Sb为螺旋角运动参考坐标系，S1为工件运动坐标系，M（Cb）、M（Cx，Cy）、Ca）、MCz）为从砂轮至小轮齿面的坐标变换矩阵．从传统型机床向Free-Form型机床运动的等效转换原则是保证刀具与工件的相对位置和姿态在任意时刻都相同，即式中:C（k=x、y、z、a、b）为各轴运动表达式（理论齿面），d1、df分别为工件分度圆直径与齿根圆直径；dw为砂轮直径．2.2 CNC成形砂轮磨削拓扑修形齿面计算反求理论齿面的成形砂轮轴向廓形点，通过3次B样条拟合技术得到砂轮廓形曲线，并对其进行修正，其表达式为式中:rt为法向修正后的砂轮轴向廓形；σw为法向修正量，w0～w4为修正的系数；rw（xw）、nw为三次B样条拟合的砂轮轴向廓形曲线位矢及单位矢（理论齿面）．修形曲面（法向偏差）可认为是微调各轴运动参数及砂轮廓形所致，选取φ1为各轴之间的联系参数，实际加工中φ1为时间的线性函数，最高次数6阶，修形曲面表示为简化用矩阵表示为式中:ζ为各轴运动参数Ck（k=x，y，z，a，b）及砂轮修形系数w0～w4，a0x，a1x…a5c，a6c组成的列矢量；S为齿面敏感矩阵，由网格节点i（i=1，…，p，p为齿面网格点数）处各轴敏感系数组成的行矢量Si构成；δ（xwi，θwi为齿面网络节点i处修形量，可通过修形曲面得到．CNC磨削后的齿面法向修形量、加工误差及各轴运动的变化量为式中:Δδ为CNC修形加工的误差，δC为CNC加工的后的修形量；ΔCk为CNC修形加工各轴运动变化量，Ck、C分别为CNC加工修形齿面与理论齿面的各轴运动曲线．2.3 砂轮廓形修形参数及机床各轴运动参数求解粒子群算法（PSO）［20］具有全局收敛性，可求解具有多个局部极值的非线性优化问题，结构简单，易于实现.本文通过PSO优化算法求解式（8）.圆柱齿轮磨齿加工属于减材料（Ease-Off）加工，因此对砂轮是否与齿面接触做出判断:1）Sζ＜0，表示砂轮嵌入齿面i点进行磨削；2）Sζ＞0，表示砂轮远离齿面i点进行磨削；为了使加工误差最小，应使齿面误差平方和最小；设计变量ζi为相应各轴运动及砂轮廓形参数，即w0～w4，a0x，a1x…a5c，a6c，系数总数39个，修形齿面各轴运动系数取值范围为理论齿面各轴系数的微调，因此优化目标为式中:为对应于理论齿面的CNC机床系数各轴系数（即式（7）中各轴0～6阶运动系数，缺项取0）及砂轮轴向廓型法向修形量曲线系数（取0）.以表1标准安装齿轮副为例，大轮额定扭矩为2 500 N·m；取K1=K2=0，dw=200mm；表2中为优化的高阶传动误差曲线参数.图4为TCA、LTCA及五轴联动CNC磨齿仿真结果.3.1 啮合性能分析1）该齿轮副理论重合度为2.29，TCA仿真步长取1／8啮合周期，接触点数为19，因此重合度为（19-1）／8=2.25，接近理论重合度，且从齿根进入，齿顶退出，啮入啮出端有较大的传动误差，齿根、齿顶有一定的修形避免了边缘接触，TE在转换点处相切连接，第2、18个接触点TE为-25″，第9个接触点TE为-3″（见a1、a2）；2）要实现上述所示的TCA结果，齿条刀具的螺旋角、水平位移在啮入啮出端有较大的运动变化（见b1、b2），法向修形曲面划分为9×15个点（见图4（c）），其主要特征为啮入端、啮出端有较大的修形量；3）多载荷LTE表明:中部有一定内凹的高阶TE可以降低LTE幅值，载荷较小时，其波形接近几何传动误差（见图4（d）），该工况下LTE最小为0.56″.当高阶TE 其他参数不变，内凹程度σ分别取不同的值，LTE幅值（见图4（e））表明:有一定内凹的几何传动误差，可使齿面变‘软’，降低了LTE幅值，该结果与文献［6］一致，即:二次抛物形的传动误差曲线尖顶被磨去，变得与内凹的四次抛物线类似，曲线转换点的夹角几乎成180°，因此可减小轮齿的振动；当σ为-1.5″，载荷为2 000 N·m时，LTE幅值小；当σ为-4.5″、6.0″，载荷大于2 500 N·m时，LTE幅值将达到最小.总之，内凹量大小与齿轮副工况有关，随载荷增加，最佳内凹量呈增大趋势.由于啮入啮出端避免了边缘接触，且有较大的几何传动误差，因此啮合冲击将大大减小，有利于减震.3.2 CNC加工误差分析1）经PSO优化后的解在150代基本趋于稳定（见图4（f）），磨削后的修形曲面较为光滑（见图4（g）），磨削误差（未磨削到）≤8μm，主要集中在啮入、啮出端的对角区域.齿面其余部分误差为≤2μm（见图4（h）），还需要用平面砂轮进行对角修形磨齿，磨削后误差≤2μm；因此整个齿面误差将可控制在≤2μm，关于对角修形数控磨齿加工鉴于篇幅文中不做介绍.2）优化求解的砂轮轴向廓形法向修形曲线（见图4（i1），（i2）），将其与理论齿面叠加，通过B样条拟合可得到砂轮修形齿面的轴向廓型曲线.3）各轴运动曲线接近直线（见图4（j）），便于数控编程，与磨削理论齿面相比，各轴运动变化（见图4（k））:ΔCx，ΔCy无变化，即无校正；ΔCz接近常数，表明主要进行了齿厚修形；ΔCa变化趋势与图4（b）螺旋角的变化一致（ΔCa=-Δβ），进行了一定齿廓修形；ΔCb变化趋势表明，进行了齿向校正．4）表3为修形前后各轴运动及砂轮廓形曲线，其中0阶或1阶系数有微小变化；文中关于CNC机床各轴0阶与1阶参数对磨削误差分析结果与文献［11］做了对比分析，部分一致.1）设计高阶传动误差及齿面接触路径，结合LTCA通过优化承载传动误差幅值最小确定了其参数，根据齿条展成渐开线齿面原理，反求齿条运动参数，计算小轮的法向拓扑修形曲面.2）建立基于成形砂轮廓形与5轴联动CNC机床各轴运动敏感性分析的成形砂轮磨削斜齿轮5轴联动CNC模型，砂轮廓形的法向修正曲线与各轴运动分别用高阶多项式表示，判断砂轮与齿面的接触状态，确定了磨削齿面的误差，以齿面误差平方和最小为目标函数，通过PSO优化方法，得到机床各轴运动参数及砂轮的轴向廓形的法向修形曲线，该方法计算结果稳定且精度较高.3）优化的高阶传动误差在曲线转换点处相切连接，修形曲面的特点是啮入端近齿根、啮出端近齿顶处有较大的修形量，修形区域近似对角；有一定微小内凹的高阶传动误差可使齿面变‘软’，降低轮齿的振动，其内凹参数大小与齿轮副工况有关，随载荷增加，最佳内凹量呈增大趋势.4）高阶传动误差修形齿面，可通过成形砂轮进行主要的修形磨削，然后通过平面砂轮进行辅助的对角修形磨削实现，理论磨削误差＜2μm.【相关文献】［1］GONZALEZ-PEREZ I，FUENTES A，LITVIN F L. Modified surface topology of involute helical gears developed for improvement of bearing contact and reduction of transmission errors［C］／／International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference. California:ASME，2005:571-584. ［2］LITVIN FL，GONZALEZ-PEREZ I，FUENTES A，et al.Design，generation and stress analysis of face gear drive with helical pinion［J］.Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering，2005，194: 3870-3901.［3］MAO K.Gear tooth contact analysis and its application in the reduction of fatiguewear［J］.Wear，2007，262: 1281-1288.［4］LITVIN F L，FUENTES A.Gear geometry and applied theory（second edition）［M］.New York:Cambridge University Press，2004:240-260.［5］方宗德.修形斜齿轮承载接触分析［J］.航空动力学报，1997，12（3）:251-254.［6］STADTFELD H J，GAISER U.The ultimate motion graph［J］.Journal of Mechanical Design，2000，122: 317-322.［7］樊奇，让·德福·格里森.专家制造系统开创弧齿锥齿轮及双曲面齿轮数字化制造新纪元［J］.产品与技术，2005，8（4）:87-92.［8］方宗德，刘涛，邓效忠.基于传动误差设计的弧齿锥齿轮啮合分析［J］.航空学报，2002，23（3）: 226-230.［9］LEE C K.Manufacturing process for a cylindrical crown gear drive with a controllable fourth order polynomial function of transmission error［J］.Journal of Materials Processing Technology，2009，209（1）:3-13.［10］王小椿，王军，姜虹.螺旋锥齿轮的齿面测量及机床加工参数修正［J］.机械工程学报，2003，39（8）: 125-128.［11］SHIH Y P，FONG Z H.Free-form flank correction in helical gear grinding using afive-axis computer numerical control gear profile grinding machine［J］. 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数控车工技师毕业设计题目大全

数控车工技师毕业设计题目大全英文回答：CNC Machining Technician Capstone Project Titles.1. Development of a New CNC Machining Process for Aerospace Components.2. Design and Implementation of a Automated CNC Machining System.3. Investigation into the Effects of Cutting Parameters on Surface Finish in CNC Turning.4. Optimization of Tool Path Generation for Complex CNC Machining.5. Analysis of the Machinability of Advanced Materials in CNC Milling.6. Integration of CAD/CAM Software for Improved CNC Machining Efficiency.7. Development of a Simulation Model for CNC Machining Processes.8. Design and Fabrication of a Custom CNC Machine for Specialized Applications.9. Implementation of Lean Manufacturing Principles in a CNC Machine Shop.10. Investigation into the Use of AI for Predictive Maintenance in CNC Machining.中文回答：数控车工技师毕业设计题目大全。

机械设计制造及自动化英语

机械设计制造及自动化英语机械工程是一门广泛的工程学科，涉及到机械设计、制造、运行、维护和修理。

在机械工程领域，英语是一种重要的工具语言。

本文将介绍机械设计制造及自动化领域中常用的英语词汇和短语。

一、机械设计1. Design concept：设计概念2. Design criterion：设计准则3. Design parameters：设计参数4. Design specification：设计规范5. Design optimization：设计优化6. Design verification：设计验证7. Design review：设计评审8. Design modification：设计修改9. Design analysis：设计分析10. Design evaluation：设计评估11. Design documentation：设计文档12. Design drawing：设计图纸二、机械制造1. Manufacturing process：制造工艺2. Manufacturing cost：制造成本3. Manufacturing efficiency：制造效率4. Manufacturing quality：制造质量5. Manufacturing capacity：制造能力6. Manufacturing equipment：制造设备7. Manufacturing technology：制造技术8. Manufacturing standard：制造标准9. Manufacturing tolerance：制造公差10. Manufacturing inspection：制造检验11. Manufacturing maintenance：制造维护12. Manufacturing safety：制造安全三、自动化1. Automation system：自动化系统2. Automation technology：自动化技术3. Automation equipment：自动化设备4. Automation control：自动化控制5. Automation software：自动化软件6. Automation integration：自动化集成7. Automation efficiency：自动化效率8. Automation reliability：自动化可靠性9. Automation maintenance：自动化维护10. Automation safety：自动化安全四、机械设计制造及自动化实例1. CNC machine tool：数控机床2. Gearbox：齿轮箱3. Bearing：轴承4. Hydraulic system：液压系统5. Pneumatic system：气动系统6. Conveyor belt：传送带7. Robot arm：机械臂8. Injection molding machine：注塑机9. Press machine：压力机10. CNC lathe：数控车床以上是机械设计制造及自动化领域中常用的英语词汇和短语。

数控机床伺服控制系统误差补偿及加工质量优化

94㊀㊀农机使用与维修2024年第3期数控机床伺服控制系统误差补偿及加工质量优化鲍㊀镇(无锡立信高等职业技术学校,江苏无锡214000)摘㊀要:随着科学技术的快速发展进步,数控机床的功能日渐完善,在机械制造业应用普及程度不断提升,已成为现代加工领域的重要基础设备㊂在实际加工过程中,应用伺服控制系统的数控机床尽管技术先进,但仍不可避免因存在系统误差而导致加工质量降低㊂该文结合伺服控制系统特征分析了数控机床的伺服控制系统在制造过程中的误差来源,介绍了误差补偿的有效方法,并给出了伺服控制下数控机床加工质量的优化方式,以期为提高数控机床加工精度提供理论支持㊂关键词:数控机床;伺服控制;误差补偿;质量中图分类号:TG659㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Adoi :10.14031/ki.njwx.2024.03.029Error Compensation and Machining Quality Optimization of Servo Control System for CNC Machine ToolsBAO Zhen(Wuxi Lixin Higher Vocational School Jiangsu,Wuxi 214000,China)Abstract :With the rapid development of science and technology,the function of CNC machine tools is becoming more and more perfect,the popularity of the application in the machinery manufacturing industry is increasing,and has be-come an important basic equipment in the field of modern processing.In the actual processing,the application of servo control system of CNC machine tools,despite the technical cash,but Rong inevitably due to the existence of systematic errors and lead to reduced processing quality.The paper combined with the servo control system characteristic analysis of the servo control system of CNC machine tools in the manufacturing process of the source of error,introduces the effec-tive method of error compensation,and gives the servo control of CNC machine tools under the optimization of the qualityof machining,with a view to improving the processing accuracy of CNC machine tools to provide theoretical support.Keywords :CNC machine tools;servo control;error compensation;quality作者简介:鲍镇(1981 ),男,江苏无锡人,学士,讲师,研究方向为数控技术㊂0㊀引言数控机床是机械加工领域应用的高精度㊁高效率的加工设备,具有显著的自动化优势,其在工业生产㊁汽车制造㊁农业机械㊁航空航天等领域应用十分广泛[1]㊂伺服控制系统是数控机床发展应用的一项自动控制系统,具有数字控制和机电控制等特征,伺服控制数控机床相比于传统机床在技术先进性和加工质量方面提升明显[2]㊂而在实际应用中,伺服控制系统可能会受到系统㊁机械结构㊁热变形等多种误差影响,导致加工质量下降㊂因此,要达到理想的加工制造精度,研究数控机床伺服控制系统的误差补偿技术具有重要意义㊂1㊀伺服控制系统特征伺服控制系统主要由控制器㊁电机㊁功率调节装置㊁反馈装置组成,其中控制器是伺服控制系统的大脑,能够通过对比反馈值和给定值之间的差异对控制方案进行调节;功率调节装置主要起到两方面的作用:一是通过调节电能改变电动机转矩的大小,二是把恒压恒频电转换为电动机所需的交流电或直流电;电机是获取电能后驱动数控机床机械结构运转的动力装置;反馈装置是监测机床加工部件位置㊁速度等信息并将其反馈给控制系统的装置[3-4]㊂图1㊀伺服控制系统原理现阶段应用的伺服控制系统主要包括液压伺服控制系统㊁交流伺服控制系统㊁DC 伺服控制系统,数控机床以交流伺服控制系统和DC 伺服控制系统应用较多[5]㊂伺服控制系统在数控机床中应用具有以2024年第3期农机使用与维修95㊀下优势:1)性能稳定㊂在外界干扰作用下,预设方案执行仅需短暂调节,系统即可达到新的或者恢复到原有的平衡状态㊂2)响应迅速㊂跟踪指令信号响应时间短,调节迅速,能满足复杂化加工的需求㊂3)加工精确㊂系统预期加工量与实际加工量契合度高,稳态误差可控,加工偏差值相对更低㊂2㊀伺服控制系统的误差来源导致数控机床伺服控制系统产生误差的原因是多方面的,其主要包括以下几大因素㊂2.1㊀硬件误差硬件误差指伺服系统中的配套硬件因不适配或结构特性引起的误差,如编码器误差,若编码器精度和分辨率达不到系统需求或编码器故障,则可能引起反馈精度降低,导致产生加工误差[6];再如伺服驱动过程受到电机非线性㊁滞后等影响,导致在实际输出与理想输出之间存在误差㊂2.2㊀软件误差系统软件主要指伺服系统的程序设置不当或考虑不周引起的误差,例如,软件系统没有充分考虑电机启动过程或反向运转转换过程产生的时间延迟,导致系统控制进度快而电机执行滞后,产生加工误差,或是由于忽视传动机构中的间隙㊁导轨运动副间的摩擦力等客观因素,而直接执行相关程序,造成位置误差㊂此外,伺服系统缺少对执行过程的监测,导致缺少适时调节加工方案的后续程序,也会产生程序跟踪误差㊂2.3㊀机械传动误差机械传动误差是指数控机床的机械结构因受到间隙㊁摩擦等非线性因素影响,在传动或运转过程出现能量损失和效率下降,引起实际传动效率与理论传动效率之间产生差异,引起加工精度降低,或因机械传动部件之间长时间接触产生疲劳磨损或接触性局部损坏,导致控制过程实际加工位置与理论加工位置之间产生偏差,也会产生机械性误差[7]㊂2.4㊀环境因素引起的误差导致伺服控制系统在控制数控机床加工过程中产生误差的环境因素是多方面的,总体上看,影响最大的四个方面包括:温度㊁湿度㊁震动㊁噪音㊂其中,温度和湿度对于金属材料的热膨胀系数影响较大,在机械加工过程中,随着温度的升高,金属材料会产生热膨胀效应,并同时降低弹性形变能力,则易因为热胀冷缩的原因导致加工质量降低;机械运转过程中还会不可避免地产生震动和噪声,震动和噪声往往相伴存在,会造成金属零件在微观层面上持续位移,影响加工后的精度及表面质量㊂3㊀误差补偿方法针对上文提及的伺服控制系统误差来源应通过硬件升级与软件修正的方式进行误差补偿,现阶段最直观且有效的误差补偿方式包括以下几类㊂3.1㊀伺服驱动误差补偿首先,结合数据机床伺服驱动原理及特性进行分析,充分了解电机特性及相关控制原件的响应特性等因素,测量电机在启动过程的驱动延迟及在反转控制过程中的转向变换延迟等重要参数[8],归纳总结各个重要伺服驱动原件存在的非线性㊁滞后性等数据特征,并对其进行列表分析,对应调整伺服控制的软件程序,弥补驱动过程产生时间延迟问题,从而有效消除伺服驱动过程中实际输出与理想输出之间的误差㊂3.2㊀编码器误差补偿编码器的误差补偿主要从三方面开展工作:一是选用更高精度及更高分辨率的编码器,从而有效避免因编码器性能不足导致产生驱动控制的误差;二是对现有编码器进行性能校正,减少编码器自身存在的影响,提高编码器对于电机转速及速度的获取精确度;三是修正编码器控制逻辑,大多数先进的编码器可以通过伺服控制器的程序调整进行修正,通过对编码器误差特性进行分析,对比编码器生成的电机监测转速与实际电机转速之间的差异,即可有效提高编码器的监测精度和系统整体的控制精度㊂3.3㊀软件误差补偿软件误差补偿的重点主要在于修正最初软件功能设计中所忽视的易引起误差问题,以伺服控制的机床各类与结构特点为基础,分析现阶段应用过程中导致问题产生的原因,对比系统中已有参数与机床实际的位置㊁转速㊁刀具尺寸等差异,及时修正软件程序中的错误,同时在软件功能中做好执行性能监测,必要时增设适当的硬件传感器与软件相配套,实现加工环境变化的实时感知,并做到根据环境变化及时科学调整加工方案㊂3.4㊀机械传动误差补偿由于机械传动误差是实时产生的,要做到提高控制机床加工的精确性就必须要养成定期检查㊁维96㊀㊀农机使用与维修2024年第3期修㊁保养机床的习惯,发现重要传动结构配合间隙磨损㊁松旷或部件损坏,应及时进行调整和维修,调整维修后测量好新的尺寸,并在软件系统进行适当的程序修正㊂同时,对机械传动整体可进行建模及参数辨识,做到重要机械传动的间隙可通过软件对应功能和程度编制进行误差补偿,从而提高加工质量和精确度㊂3.5㊀环境因素误差补偿环境因素的误差补偿复杂度很高[9],要实现这一功能主要应从两方面进行优化,一是升级伺服驱动系统环境感知传感器性能,实现对加工区域的温湿度㊁震动㊁噪声等环境因素的监测与数据获取,并实时传输给伺服控制系统进行数据分析判断,用以决策和选择新的加工方案;二是要引进环境误差因素影响模型,能够结合加工原材料的种类㊁机械加工方式㊁温湿度等环境因素,预判可能出现的金属形变㊁理化性能改变等影响,并快速形成补偿控制方案,弥补因环境因素造成的加工误差㊂4㊀加工质量的优化方式4.1㊀机加方案合理设计尽管数控机床应用了先进的伺服控制系统,但机加方案的合理性仍然是决定零件加工质量的关键㊂要提高数控机床的加工质量,就必须结合伺服控制系统的技术特征和原理合理设计加工方案㊂首先,应结合加工要求和生产条件,设计合理的加工工艺流程,明确加工设备㊁工序㊁切削用量等关键参数;其次,应选择合适的加工设备和辅助设备,根据零件的结构特点和加工要求,做好夹具和工具设计,采用更高精度的刀具和夹具,减小由于刀具和夹具误差对加工质量的影响,并降低加工的难度;再次,要做好生产管理与质量监管,制定严格的质量控制标准和检测手段,加强生产过程的质量检查,避免产生批量不合格零件㊂4.2㊀做好伺服技术升级伺服系统的技术先进性直接影响数控机床加工质量,伺服系统的响应速度和精度是影响加工质量的关键,要提高加工精度和降低制造误差,应当通过软硬件升级伺服系统的性能,例如通过引进模糊控制㊁神经网络控制等先进的控制算法和技术,提高系统的运算效率和控制精度,减少加工过程中的振动和变形,进而实现加工质量的提升,也可通过优化数控程序,减少加工过程中的刀具路径长度和换刀次数,降低加工误差;再如更换更为先进的编码器㊁伺服电机等硬件,也能显著缩短硬件响应时间,提高制造精度和加工质量㊂4.3㊀做好机床的调试保养定期对数控机床进行维护和保养,检查和维护机床的各个部件,发现传动㊁配合结构故障及时维修,发现气动或液压系统密封不良及时更换密封件;做好机床的清洁和润滑,确保各个润滑点的润滑油量充足,使机床处于良好工作状态㊂此外,对于数控机床的伺服控制系统,也应定期进行维护保养,做好各个系统的重要参数和性能指标的检查调整,确保系统的稳定性和可靠性㊂5㊀结语综上所述,伺服控制系统对于提高数控机床具有积极作用,其具备较高的响应速度和精度,能够有效提高生产加工质量㊂但受到多种因素影响,伺服控制系统在控制数控加工过程也容易存在一定加工误差,导致生产品质降低,为进一步提高现代数控加工质量,伺服控制系统应引入更为先进的控制算法和技术㊁优化机械结构和控制模式,并积极建立加工质量监测和反馈系统,从而有效提高加工精度,并降低生产成本,全面提高机械制造质量,促进现代制造业的发展㊂参考文献:[1]㊀陈杰,泮进明.数控压机伺服控制系统复合控制器I-ABC与PID优化[J/OL].机械设计与制造:1-5[2023-10-30].https:///10.19356/ki.1001-3997.20230719.003.[2]㊀查秀梅.基于ARM的实时混合试验控制系统研究[D].南京:南京林业大学,2023.[3]㊀张凯铭.数控机床加工误差分析及优化研究[J].现代工业经济和信息化,2023,13(8):145-147.[4]㊀郭双双.数控机床位移装置健康状态评估方法研究[D].西安:西安工业大学,2023.[5]㊀顾美.数控机床伺服控制技术体系与加工精度优化途径[J].农机使用与维修,2023(10):53-55+59. [6]㊀刘奎良.数控机床加工误差原因及改进措施[J].造纸装备及材料,2023,52(4):58-60.[7]㊀王雪,张宁.数控加工工艺对汽车零部件质量和性能的影响分析[J].内燃机与配件,2023(18):108-110.[8]㊀袭迪.数控加工中自动找正和在线测量技术的应用[J].南方农机,2023,54(15):152-154+172. [9]㊀潘芝云.提高数控机床机械加工效率的方法分析[J].电子技术,2023,52(9):380-381.(05)。

钢板CNC切削整理优化研究及应用

钢板CNC切削整理优化研究及应用摘要：关于钢板数控切割排程的应用，从实际生产领域需要解决的新问题可以得出这样的结论：涉及生产调度的是钢板切割排程优化问题。

我们之所以提出对钢板切割排程优化问题进行研究，是因为目前制造业中的钢结构零部件加工企业信息化程度不高，智能化程度不高。

关键词：钢板切割；排序优化；信息化1.引言在钢构件制造厂家中，大部分的调度还是靠人工完成的，或者是简单的软件。

采用传统的生产调度，耗费的时间成本在整个加工生产业务过程中是十分巨大的。

因此，数控切割下料的各个环节都要根据零件和板材的需要进行相应的优化，包括生产方案的制定、排样方案的生成、零件的加工和生产装配、产品的交付等各个环节都要对业务流程的各个环节进行优化。

切割钢板的排程是指为了在切削过程中优化完成时间，确定零件的钢板应分配给哪一种切割设备，并按一定的顺序进行切削加工。

排程不仅可以在交货期内保证产品完成，在设备资源分配合理，提高切割机利用率的前提下，将具体设备的作业时间明确到底层车间等。

每一块钢板切割的排程优化是为了减少影响因素，如生产成本、库存费用和交货费用的延迟。

1.国内外研究现状1.1现有CNC切割技术引起的问题分析与国内经济同步增长的是钢铁行业的规模和产量，逐年攀升的是钢铁需求。

与此同时，国内研究数控切割钢板工艺的费用也越来越高。

它不断地被应用于各种领域，如在钢板加工生产中，钢板加工利用率低，受各种因素影响达不到预期的标准值。

所以会造成铸坯质量降低，使用效率降低。

由于专业人员紧缺，加上缺乏操作技能和经验，钢板加工利用率和成本价值受到严重影响。

这种影响对钢材产量产生了直接影响，也对经济效益产生了直接影响。

因此，企业降低成本、提高竞争力的重要措施是提高数控切割钢板的使用率，提高切割效率。

图1 数控切割设备1.2排程问题的研究现状概述生产排程问题是指在制造系统中，有一定数量的可加工设备的集合，每个设备的单件加工时间是已知的，每个待生产部件的单件加工时间是多少？生产排程问题是指工件加工时间的先后顺序以及机器在给定这两个条件的情况下的分配问题：生产排程问题是指生产排程的时间一批需要加工的零件(这些零件都有特定的制造流程限制)需要在一组给定设备中确定。

机械类数控零件加工工艺分析毕业论文设计

机械类数控零件加工工艺分析毕业论文设计摘要本文以机械类数控零件加工为研究对象，针对工艺流程进行深入分析和研究。

本文首先通过对加工的理解和对数控技术的介绍，进而探讨了数控零件加工的相关工艺流程，分析了加工中出现的问题，提出了一系列改善和优化的措施，以期能够为同行业提供借鉴和参考。

本文的研究工作还是建立在现场实践经验基础之上的，为更加科学合理地解决数控零件加工中存在的问题，论文设计了一套数控零件加工工艺流程，可以为行业提供更加实用和有效的参考。

关键词：机械类数控零件；加工工艺流程；优化；改善AbstractThis paper focuses on the machining of mechanical CNC parts, discussing the related technology process by analyzing the problems and providing improvement and optimization measures. Aiming to offer references for related enterprises, thestudy is based on the understanding of machining and the introduction of numerical control technology. Furthermore, a set of machining technology processes is designed based on field practice experience, and it can provide more practical and effective references for the industry.Keywords: Mechanical CNC parts; Machining technology process; Optimization; Improvement1. 总述伴随着大型机械的不断发展和应用，数控技术在加工行业中已经得到越来越广泛的应用，特别是在机械零件加工过程中，数控技术因其快速、精度高、柔性好等诸多优点，得到了强烈的关注。

精密平面磨床微进给及微位移工作台设计

摘要随着科学技术的发展和高新技术产业的需要，精密平面磨床已然在当代制造产业中占据了非常重要的地位。

本文在收集了大量资料和吸取了前辈们的经验的情况下，设计了一台以广州机械制造厂的MGB6120为原型、以微进给机构和微位移系统来提升加工精度的精密平面磨床工作。

在此基础上，完成了该磨床的总体设计计算，并进行了数据对比优化选择，取得以下研究成果：(1) 设计一台精密数控平面磨床，用砂轮周边磨削平面和台阶平面，用于机械制造业及工具模具制造业，且能加工各种难加工材料。

(2) 确定了该精密平面磨床工作台的各个部件及其功能分配，完成了该平面磨床的传动选择以及总体布局设计。

(3) 利用滚珠丝杆为主要器件，结合梯形螺纹丝杆压杆来检测其稳定性；通过压电、电致伸缩器件在微位移系统中的压电耦合效应和砂轮修整器特性提高了该工作台的加工精度。

(4) 将840D数控技术作用于平面磨床工作台并选择西门子IFK6交流伺服电机作为进给机构和微位移系统的电力源，完成了精密平面磨床微进给及微位移工作台的设计。

关键词：精密；微位移；微进给；砂轮器；数控AbstractWith the development of science and technology and the need of high-technique industry, precision surface grinder has played a very important role in modern manufacturing industry. Under the circumstance of collecting a great number of materials and absorbing predecessors' experience, this article designs a precision surface grindering machine which is the prototype of MGB6120 in Guangzhou machine tool. In addition, it improves precision by a micro feed mechanism and a micro displacement system. In that case, it finish the calculation of the overall design of the grinding machine. What's more, it makes the optimization of comparative data and obtains the following results：(1) It designs a precision NC grinding machine and grinds surface with grinding wheel. It is used in mechanical manufacturing industry and model manufacturing industry. It also processes various materials which are very difficult.(2) It confirms each component and function allocation of precision surface grinder worktable. It also finishes the transmission selection and overall layout.(3) It regards ball screw rod as main device and is combined with the trapezoidal thread screw rod to test its stability. Piezoelectric coupling effect and grinding wheel dressing device features, which improve the machining accuracy of the workbench through the piezoelectric and electrostrictive devices in the micro displacement system.(4) It uses 802D in NC plane grinder worktable and chooses Siemens IFK6 AC servo motor as the power source for the feeding mechanism and micro displacement system. It also completes the design of precision surface grinder micro-feed and micro displacement worktable.Key words: precision, micrometric displacement, micro-feeding, Grinding wheel. CNC (computerized numerical control)目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (V)1 绪论 (1)1.1本课题的研究背景和意义 (1)1.2国内外精密平面磨床的发展概况 (1)1.2.1 国外精密加工数控车床技术发展概况 (1)1.2.2 国内精密加工数控车床技术发展概况 (3)1.3本课题的设计任务说明 (5)1.3.1 毕业设计任务与论文组成 (5)1.3.2 本课题的研究方法 (5)2 精密平面磨床的总体设计 (6)2.1引言 (6)2.2磨床技术规格 (6)2.3磨床总体布局设计 (7)2.4磨床的传动设计 (7)2.5磨床主要组成部件及其功能 (8)2.6进给机构的分类及使用方法 (8)2.7本章小结 (9)3 砂轮的特性和修整 (10)3.1砂轮的特性 (10)3.2砂轮修整器 (11)3.2.1 砂轮修整器的设计 (11)3.2.2 修整器摆角的设计 (14)3.3砂轮修整的展望 (15)3.4本章小结 (15)4 微位移系统 (17)4.1引言 (17)4.2微位移技术的分类 (17)4.3微位移系统的广泛实用性 (19)4.3.1 微位移器件在磨床中所需要具备的条件 (20)4.3.2 微位移行程的提高 (20)4.4压电、电致伸缩器件在微位移系统结构中的优点 (20)4.4.1 压电与电致伸缩效应——机电偶合效应 (20)4.5微位移系统的结构设计 (21)4.5.1 微位移工作台的组成 (21)4.5.2 微位移工作台工作原理 (21)V4.5.3 板弹簧的设计与用途 (22)4.5.4 预紧力与系统分辨率 (22)4.6本章小结 (23)5 微进给机构系统的设计 (24)5.1微进给机构的结构和特点 (24)5.2确定微进给机构设计方案 (25)5.2.1对微量自动进给机构的基本要求： (26)5.3滚珠丝杆副的优点 (26)5.3.1 滚珠丝杆的设计计算 (26)5.3.2 梯形螺纹丝杆压杆稳定性校核 (28)5.4垂直微进给电机的功率计算 (28)5.5本章小结 (29)6 数控硬件电路设计 (30)6.1引言 (30)6.2840D数控系统说明 (30)6.3840D数控系统组成 (30)6.4840D数控系统的连接 (30)6.5本章小结 (32)结论和展望 (33)致谢 (34)参考文献 (35)精密平面磨床微进给及微位移工作台设计11 绪论1.1 本课题的研究背景和意义二十一世纪，随着科学技术的飞速发展，现代制造工业正以全新的面貌展现在世人面前。

数控铣床编程基本知识

表示地址的英文字母的含义见表2-1。
地址
功能
含义
地址
功能
含义
A
坐标字
绕X轴旋转
N
顺序号
程序段顺序号
B
坐标字
绕Y轴旋转
O
程序号
程序号、子程序的指定
C
坐标字
绕Z轴旋转
P
暂停时间或程序中某功能的开始使用的顺序号
D
刀具半径补偿号
刀具半径补偿指令
Q
固定循环终止段号或固定循环中的定距
E
第二进给功能
R
坐标字
固定循环定距离或圆弧半径的指定
在标准中，规定平行于机床主轴（传递切削力）的刀具运动坐标轴为Z轴，取刀具远离工件的方向为正方向。如果机床有多个主轴时，则选一个垂直于工件装夹面的主轴为Z轴。X轴为水平方向，且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。对于刀具作旋转运动的机床（如铣床、镗床），当Z轴为水平时，沿刀具主轴后端向工件方向看，向右的方向为X的正方向；如Z轴是垂直的，则从主轴向立柱看时，对于单立柱机床，X轴的正方向指向右边。上述正方向都是刀具相对工件运动而言。在确定了X、Z轴的正方向后，可按右手直角笛卡儿坐标系确定Y轴的正方向，即在Z－X平面内，从+Z转到+X时，右螺旋应沿+Y方向前进。
(3)程序结束
它是以程序结束指令M02或M30，结束整个程序的运行。
2、程序段格式
零件的加工程序是由程序段组成。程序段格式是指一个程序段中，字、字符、数据的书写规则，通常有字—地址程序段格式、使用分隔符的程序段格式和固定程序段格式，最常用的为字—地址程序段格式。
一个程序段由若干个“字”组成；字则由地址字（字母）和数值字（数字及符号）组成。地址字有，N、G、X、Y、Z、I、J、K、P、Q、R、A、B、C、F、S、T、M、L等，后面跟相应的数值字。

机械优化设计

机械优化设计方法Mechanical Optimization Design 本节课程要点:1、最优化及优化方法概念介绍2、传统设计与优化设计的区别3、优化设计学科的发展、作用及特点4、机械优化设计及应用实例5、最优化理论的局限性1、最优化及优化方法概念介绍所谓最优化，通俗地说就是在一定条件下，在所有可能的计划、设计、安排中找出最好的一个来。

换句话说，也就是在一定的条件下，人们如何以最好的方式来做一件事情。

最优化：Optimization。

简写：Opt.最优化的特点是结论的唯一性，即公认最好。

例如下例子:优化设计方法是数学规划和计算机技术相结合的产物, 它是一种将设计变量表示为产品性能指标、结构指标或运动参数指标的函数(称为目标函数), 然后在产品规定的性态、几何和运动等其它条件的限制(称为约束条件) 的范围内, 寻找满足一个目标函数或多个目标函数最大或最小的设计变量组合的数学方法。

2、传统设计与优化设计的区别例1-1 设计一个体积为53m 的薄板包装箱，其中一边的长度不小于4m 。

要求使薄板耗材最少，试确定包装箱的尺寸参数，即长a ，宽b 和高h 。

A 、传统设计方法:首先固定包装箱一边的长度如a=4m 。

要满足包装箱体积为53m 的设计要求，则有以下多种设计方案:A 、优化设计方法:在优化设计中，该问题可以用数学的方法描述为：在满足包装箱的体积abh=53m ，长度4a m ≥,b>0,h>0的限制条件下，确定参数a,b 和h 的值，使得包装箱的表面积 s=2(ab+bh+ha) 达到最小。

根据这样的描述，可以建立一个优化的数学模型，然后选择适当的优化方法和计算程序，在计算机进行数值迭代、求解，最后得到这个数学模型的结果是24 1.118020.3885a mb h m s m ==== 优化设计: 就是借助计算机技术，应用精确度较高的力学数值分析方法进行分析计算，从满足给定的设计要求的许多可行方案中，按照给定的指标自动地选出最优的设计方案。